原文传递
相变材料与冷板耦合热管理系统对动力电池在变放电工况下的冷却特性研究
| 论文题名： | 相变材料与冷板耦合热管理系统对动力电池在变放电工况下的冷却特性研究 |
| 关键词： | 新能源汽车;动力电池;热管理;相变材料;微小通道冷板;变放电工况;冷却特性 |
| 摘要： | 近年来，随着全球化石能源日益紧缺和环境污染问题不断加重，新能源汽车的发展越来越受到社会的重视。动力电池作为新能源汽车的核心部件，一直以来都是新能源汽车企业和相关科研单位投入比较大的技术领域。影响动力电池性能的因素有很多，其中影响最大的因素是温度。动力电池充放电过程就是一个电化学反应的过程，而电化学反应需要在一定的温度范围内进行，所以就必须保证动力电池处于合适的温度范围。此外，动力电池在工作过程中，会产生大量的热量，如果这些热量不能及时转移到外界环境，将会导致电池内部温度迅速上升。如果动力电池温度上升得不到控制，就会出现漏液、冒烟等现象，甚至会造成燃烧和爆炸的严重后果。为了更好的发挥动力电池的工作性能，需要将电池维持在合适的温度条件下工作，因此对动力电池进行合适的热管理就显得尤为重要。 本文概述了电池热管理技术的研究进展，重点介绍了相变材料冷却和液体冷却的研究现状及散热特点，在此基础上提出了本文主要研究内容。首先概述了锂离子电池的内部结构、工作原理、产热机理、传热特性以及热物性参数的确定方法，并采用FLUENT17.0对单体电池在空气自然对流条件下的散热过程进行了模拟，获得的温度场分布与文献结果吻合较好。随后研究了电池在相变材料冷却和微小通道冷板冷却时电池的温度分布情况，结果表明：相变材料冷却时，可以有效控制电池的最大温差，但是很难有效控制电池的最高温度；微小通道冷板冷却时，可以有效控制电池的最高温度，但是会严重破坏电池的温度均匀性。针对相变材料冷却和微小通道冷板冷却各自的散热特点，设计了相变材料/微小通道冷板耦合冷却系统，结果表明：相变材料/微小通道冷板耦合冷却时，电池最高温度相比于相变材料冷却有明显下降，电池最大温差相比于微小通道冷板冷却也会出现下降；冷却介质在某些流向情况下，可以将电池最高温度和最大温差都控制在电池最佳工况允许的温度范围。最后，研究了电池存在变工况时，对电池温度分布的影响，结果表明：变工况情况下电池最高温度和最大温差不再呈一直上升趋势。 |
| 作者： | 齐增辉 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 巩亮;栾辉宝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国石油大学(华东) |
| 学位年度： | 2020 |
检索历史
应用推荐
