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动力锂离子电池包热场分析与散热优化研究
| 论文题名： | 动力锂离子电池包热场分析与散热优化研究 |
| 关键词： | 电动汽车;钛酸锂电池包;散热系统;优化设计 |
| 摘要： | 锂离子动力电池具有电压平台高、比能量大、充放电效率高及寿命长等优势，已经在新能源汽车领域得到了普遍应用。借鉴于锂离子电池在电动汽车领域的广泛应用，为了建设节约型综合交通系统将锂离子动力电池储能元件推广到轨道交通领域。但是在锂电池应用发展的同时也存在很多问题，尤其是温度不一致对大型成组电池包的性能影响，使得动力锂离子电池包的散热系统设计成为研究人员十分关注的问题。既要保证电池工作在临界温度范围内，也要控制整箱电池之间的温差，这样才能确保电池包的整体使用性能和循环寿命受到较少影响。 因此本文系统地对混合动力动车组的钛酸锂电池温度场分布进行了仿真分析，从单体到整箱散热系统，实验与仿真相互验证，预测了电池包的散热性能并提出可优化方案。主要研究内容和成果如下: (1)建立了钛酸锂单体电池的传热模型，并对生热速率进行估算，拟合出生热速率关于时间的函数式，并通过实验验证了传热模型和生热速率计算式在锂离子电池温度数值模拟中有较高的准确性。 (2)运用计算流体力学(CFD)软件对钛酸锂动力电池包实际模型进行简化和有限元网格划分，采用高倍率循环充放工况并在开启风扇散热的条件下对温度进行仿真，分析流场和温度场分布结果来预测该电池包的散热性能。 (3)根据电池包热仿真的结果分析其散热存在的主要问题，提出两种可行的优化方案，对不同方案下的电池包进行有限元建模和温度仿真，并和原始结构的仿真结果进行对比，分析这两种方案对散热性能的影响。 |
| 作者： | 段瑶娟 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 姜久春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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