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车用锂离子电池组相变冷却技术研究
| 论文题名： | 车用锂离子电池组相变冷却技术研究 |
| 关键词： | 新能源汽车;锂离子电池;热管理;相变冷却 |
| 摘要： | 环境污染与能源短缺的问题日益严重，新能源汽车成为汽车行业的发展重点，电池热管理技术也成为了新能源汽车领域的研究热点之一。由于使用相变材料的电池热管理系统结构简单，不需要消耗额外能量，基于相变冷却的电池热管理技术潜力巨大，但是该技术存在散热效率低的问题，因此，提高相变材料的散热效率，优化电池组的热管理性能具有重要意义。 针对上述问题，本文在理论分析的基础上对相变材料进行制备，并测试相关热物性参数与温控性能，通过热流体仿真对影响相变冷却锂电池模块散热的因素进行研究，为车用锂离子电池组相变冷却系统的优化提供了思路。 (1)开展了锂离子电池结构、工作原理、生热特性、传热特性的研究。以内阻特性实验结果为依据，拟合出了电池内阻与荷电状态(SOC)之间的函数关系式以及电池产热功率密度随电池放电时间变化的函数关系式，为后续电池生热的计算与仿真奠定基础。 (2)建立了单体电池数学模型，并对单体电池放电进行实验研究与仿真研究，分析了单体电池在不同放电倍率下的温升规律，验证了内热源数据模型的准确性。同时建立了相变冷却模块的数学模型，为研究相变材料的散热性能提供依据。 (3)制备不同成分配比的石蜡/膨胀石墨复合相变材料，并对其热物性参数进行测试，从而寻求石蜡/膨胀石墨复合相变材料的最佳配比方案，搭建相变冷却锂离子电池组放电实验系统，探究在最佳配比方案下的相变冷却锂离子电池组温升随放电时间的变化规律，分析了实验与仿真之间的结果误差，验证了仿真结果的可靠性。 (4)分析在石蜡/膨胀石墨复合相变材料的最佳配比方案下，电池组的电池排列、电池间距、复合相变材料有无通风孔、封装方法等因素对电池组散热的影响，并在此基础上提出一种电池组散热的优化方案，通过仿真与实验验证，此方案具有良好的散热效果。 |
| 作者： | 张浩文 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 秦永法;陆侃芸 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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