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混合动力车用镍氢电池组散热结构研究
| 论文题名： | 混合动力车用镍氢电池组散热结构研究 |
| 关键词： | 混合动力汽车;镍氢电池组;散热结构;数值模拟 |
| 摘要： | 本文主要内容有： (1)介绍了现有的混合动力汽车蓄电池散热技术，镍氢电池的生热机理以及温度与电池组性能的关系，阐述了温度均匀性对于电池组整体性能的重要性。 (2)通过分析常用的电池模块的排列方式，在已有的平行排列和交错排列的基础上，提出了梯形排列。梯形排列的思想可以普遍用于指导电池组设计。 (3)采用数值模拟的方法，利用ANSYS CFX软件来研究交错排列镍氢电池组以及梯形排列电池组内的共轭传热。梯形排列电池组由两个小电池组组成，每个电池组包括60个电池，将每5个镍氢电池串联连接成电池模块，再将电池模块以相同间隔通过端板和支撑板平行配置在电池组内，两个小电池组独立分开，通过电气连接串联起来，构成总电压为144V的蓄电池组。通过数值模拟结果筛选，确定梯形排列电池箱的具体尺寸，包括相邻电池模块的间隔，电池模块与电池箱壁的间隔，进出风口的位置以及尺寸等等。由于实际车辆运行时的充放电情况很复杂，因此在分析电池组散热效果时，模拟比较极端的充放电情况。从模拟结果看，强制对流条件下，电池的工作温度和温差都能够满足电池散热需要。 (4)为了验证设计并改进电池组，进行梯形排列电池组样机实验。从实验结果看，风扇打开时，电池的平均温度、模块间的温差和软件分析结果相差均不大，可以说数值模拟较好的反映了实际情况。大电流循环充放电时，电池温度上升不可避免，在循环次数不多时，电池组温度仍能保持在40oC以内。所有这些实验结果说明梯形电池组很好的满足了电池散热需要。 (5)为了与梯形排列电池组进行对比，设计了一个简单的交错排列电池组，制作了样机，并进行充放电和温度测量实验。从实验结果上看，此交错排列电池组的温差大于5oC，在大电流充放电时最大温差甚至达到20oC。说明此交错排列的电池组的散热效果不满足电池散热需要，仍需改进。虽然此交错排列电池组和梯形排列电池组大小不一样，进出风口设计也不同，但是显示了在最高温度相同时，模块间温差的差异，进而对比了交错排列电池组合梯形排列的散热效果。所以此对比实验是必要的，具有一定的指导意义。 |
| 作者： | 眭艳辉 |
| 导师： | 王文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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