当前位置: 首页 > 学术论文 > 新能源汽车 > 正文

纯电动汽车用锂离子电池组液体冷却散热结构分析及优化

关注热度:157   来源:新能源学术论文  作者:罗曼
相似论文 相关推荐 你可能关注 点击排行 我要评论

【摘要】:纯电动汽车在行驶时不产生排气污染,对环境保护尤其是空气的洁净是非常有益的。动力电池系统作为纯电动汽车的唯一动力源,相比于混合动力汽车的动力系统更加简单,维修起来也更加方便。与此同时,动力电池的性能好坏会直接影响纯电动汽车的整车性能。 纯电动汽车在行驶过程中,动力电池组会产生很多热量。这些热量如果不能及时散发掉将会导致电池温度快速攀升以及温度分布不均匀。这会严重影响动力电池组的工作效率、使用寿命以及安全性能。因此,建立电池生热的理论模型,使用数值模拟技术分析锂离子动力电池组在不同条件下的温度场,对散热性能进行仿真,再基于仿真结果有针对性地优化散热结构。这对于锂离子动力电池组的使用性能的提高具有重大的现实意义。本文基于计算流体动力学(CFD)理论,运用Fluent软件对电池单体的温升进行数值模拟,并结合实验对比分析。动力电池组则采用液体冷却形式,使用CFX软件对电池包的温度场进行仿真,分析电池包的温度场分布,并提出散热优化措施,然后在此基础上比较不同散热条件下电池包的散热情况。 本文主要做了以下几方面的工作: ①分析了电池的生热和传热机理,根据热力学定律、传热学的质量、动量和能量守恒定律建立了锂离子电池的三维生热模型; ②对单体锂离子电池进行热特性相关的实验,记录不同温度下不同充放电倍率下锂离子电池的温度特性、内阻特性并且对单体锂离子电池的温度场进行仿真,结果表明数值模拟结果和实验结果一致,证明了电池仿真模型和数值计算设置的合理性 ③使用汽车仿真软件ADVISOR建立了纯电动汽车整车模型,对纯电动汽车在不同行驶工况和极限工况下的动态特性进行仿真。得到锂离子动力电池组在行驶过程中的SOC变化、生热速率和电流变化等参数; ④基于计算流体力学(CFD)技术,在CFX中对纯电动车用锂离子电池组原始方案的流场和温度场进行了数值模拟仿真分析。并提出锂离子电池组散热系统的优化方案并进行优化方案散热效果的仿真分析。
【关键词】:纯电动汽车 锂离子电池 温度场 液体冷却
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM912;U469.72
【目录】:
  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-8
  • 1 绪论8-20
  • 1.1 电动汽车的发展概况8-10
  • 1.1.1 电动汽车国内外发展现状8-9
  • 1.1.2 电动汽车的分类与特点9-10
  • 1.2 纯电动汽车核心技术10-12
  • 1.3 纯电动汽车车用电池的发展12-13
  • 1.4 纯电动车用电池组散热研究13-17
  • 1.4.1 纯电动车用电池系统散热方法概述13-15
  • 1.4.2 纯电动汽车电池组散热国内外研究现状15-17
  • 1.5 论文研究方法、意义及主要内容17-20
  • 1.5.1 本文的研究方法和意义17
  • 1.5.2 本文主要内容17-20
  • 2 锂离子电池生热特性及数值理论基础20-28
  • 2.1 锂离子电池结构及工作原理20-22
  • 2.1.1 锂离子电池结构及特点20-21
  • 2.1.2 锂离子电池的工作原理21-22
  • 2.2 锂电池生热机理和传热特性22-24
  • 2.2.1 锂离子电池生热机理及模型22-23
  • 2.2.2 锂离子电池传热特性23-24
  • 2.3 计算流体动力力学的基础理论24-27
  • 2.3.1 CFD 概述24-25
  • 2.3.2 CFD 的基本控制方程25-27
  • 2.4 本章小结27-28
  • 3 单体锂离子热特性实验及仿真分析28-54
  • 3.1 锂离子电池的温度特性实验28-41
  • 3.1.1 温升特性29-34
  • 3.1.2 内阻特性34-39
  • 3.1.3 开路电压特性39-41
  • 3.2 锂离子单体电池的三维热效应模型的建立41-43
  • 3.2.1 锂离子单体热传递的基本模型41-42
  • 3.2.2 热物性参数的确定42-43
  • 3.3 单体锂离子电池仿真43-50
  • 3.3.1 建立有限元模型43-45
  • 3.3.2 热源定义45-50
  • 3.4 结果与分析50-53
  • 3.5 本章小结53-54
  • 4 纯电动汽车多种工况下电池组生热特性54-66
  • 4.1 整车技术参数54-55
  • 4.2 纯电动汽车车辆模型建立55-58
  • 4.2.1 车辆仿真模型的建立55-56
  • 4.2.2 动力电池组模型56-58
  • 4.2.3 电机模型58
  • 4.3 纯电动汽车各部件仿真参数的定义58-60
  • 4.4 纯电动汽车循环工况的仿真60-64
  • 4.5 本章小结64-66
  • 5 液冷条件下的锂离子电池组散热效果仿真66-78
  • 5.1 锂离子动力电池组的几何模型及网格划分66-68
  • 5.1.1 几何模型66-67
  • 5.1.2 网格模型67-68
  • 5.2 边界条件设定68-70
  • 5.3 仿真结果及分析70-72
  • 5.4 锂离子动力电池系统散热优化方案72-76
  • 5.4.1 改变散热模型对散热效果的影响72-73
  • 5.4.2 改变冷却液温度对散热效果的影响73-74
  • 5.4.3 改变冷却液流量对散热效果的影响74-76
  • 5.5 本章小结76-78
  • 6 总结与展望78-80
  • 6.1 全文总结78-79
  • 6.2 研究展望79-80
  • 致谢80-82
  • 参考文献82-84


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

电动汽车动力电池的热效应模型    杨凯;李大贺;陈实;吴锋;

散热结构对MH-Ni动力电池组性能的影响    李相哲;苏芳;黄继成;荣蓉;荀小斌;

燃料电池电站功率调节系统主电路研究    唐朝阳;黄石生;周漪清;陈意庭;

电动汽车用聚合物锂离子蓄电池充放电性能    高玉京;陈全世;林成涛;江发潮;夏士良;

HEV用蓄电池输出功率的测试方法研究    李方;杨毅夫;杨丽华;

锂离子电池热模型研究进展    李腾;林成涛;陈全世;

电传动装甲车辆用锂离子电池充放电特性    张彩萍;张承宁;李军求;

电池热效应分析    王峰;李茂德;

盐量浓度与导电率关系的比较研究    徐通训

-湍流模型及其在FLUENT软件中的应用    熊莉芳;林源;李世武;

高温烟气中水滴非等温蒸发的数值模拟研究    金光;宋兴旺;王华;

挤出机双流道筒体的设计及换热能力的计算与分析    潘宝霞;贾朝阳;

复合墙体室内温度响应研究    许建柳;

节能多孔砖墙体热工性能的数值计算及应用分析    王晓璐;黄大宇;

双层皮玻璃幕墙风口的确定    周传辉;吴银光;陈华良;

含湿多孔介质应用于建筑墙体的制冷性能分析    陈威;张爱国;刘倩;戴青;

地源热泵竖埋U形换热器一维数值模型    李茜;苏华;李晓虹;张燕;

地铁岛式站台火灾环境监测与控制    鲁嘉华;张志英;

离心泵的汽蚀现象    张启寿;

CSP连轧过程变形的有限元分析    李传瑞;王立涛;葛仁余;余小鲁;陈志浩;

汽车空调风道设计及验收方法    王利希;周健;Jimmy Tsang;潘乐燕;

水压双喷嘴挡板阀先导阀的CFD分析    孙春耕;罗璟;张利;何敏;

密闭空间内丙烷泄漏燃烧爆炸三维数值模拟计算    鲁建英;陈朗;

圆柱形烟花热自燃数学模型研究    季玲玲;周光魏;寇智慧;赵保国;杜志明;郭泽荣;

事故条件下~(239)PuO_2气溶胶微粒在室内小环境扩散的三维数值模拟    王国庆;昌旭东;付广智;

太阳能空气集热器传热性能实验研究    魏琪;赵俊;

能耗统计在建筑节能工作中的应用    介鹏飞;李德英;

多区域网络模型在高速列车通风系统中的应用研究    刘福生;谭鲁志;王刚;

流体自控振荡器的模拟研究    孙赫晨;赵静野;

履带车辆的动力学建模与仿真    贺妍;张晓燕;李海滨;刘科元;刘志彬;段志信;

气膜孔几何结构对涡轮叶片气膜冷却的影响研究    戴萍

载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究    李佳

阻流板对双体船水动力性能影响的数值研究    邓锐

有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析    王革

船用燃气轮机排气引射装置性能研究    王忠义

甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究    高晓阳

溴化锂水溶液微观特性的分子动力学研究    朱蓓蓓

碟形越浪式波能发电装置的水动力性能研究    黄燕

基于直接横摆力矩控制的车辆稳定性研究    刘翔宇

类菱形车转向系统研究与分析    查云飞

通风方式对气流组织和室内空气品质的模拟研究    王高飞

倾斜巷道中风流方向对瓦斯分布与瓦斯积聚的影响    王春霞

局部通风掘进工作面换热系数计算方法研究    张艳利

基于FLUENT的干法磁分离机理的数值模拟    王发辉

高温矿井热环境数值模拟及热害控制技术研究    侯建军

矿井冰制冷降温系统能效测试与诊断    亓玉栋

输送石灰石悬索桥钢索塔抗风性能研究    王春磊

变压吸附管道流体动力学特性研究    苏超

罗茨鼓风机低噪声结构与内流数值模拟研究    郭晓斌

山区风特性参数与自锚式悬索桥的静风稳定性研究    王珺

不一致性对动力电池组使用寿命影响的分析    王震坡;孙逢春;林程;

塑料锂离子电池研究概况    陈猛,史鹏飞,程新群

锂离子电池的工艺探讨    黄坤

锂离子电池电解质现状与发展    黄峰,周运鸿

电动车用MH/Ni电池的充放电特性    李海晨,田光宇,赵立安,齐占宁

EV用MH/Ni电池的研究    毛立彩,吴锋,石印洲,杨林

电动汽车SOC估计方法原理与应用    林成涛,王军平,陈全世

电动汽车用MH/Ni电池的管理系统    羌嘉曦;杨林;朱建新;卓斌;

动力型铅酸及LiFePO_4锂离子电池的容量特性    李哲;仝猛;卢兰光;欧阳明高;

锂离子电池性能研究    戴燕珊,冼巧妍,黄振茂

纯电动汽车能耗经济性评价体系初步探讨    王震坡,姚利民,孙逢春

纯电动汽车嵌入式控制系统的开发实践    李志强;钟勇;

纯电动汽车能耗经济性分析    杨磊;

纯电动汽车能耗经济性研究    杨磊;

纯电动汽车生命周期3E评价及微型化发展    刘宏;王贺武;罗茜;王瑛;欧阳明高;

时风小型纯电动汽车顺利通过国家科技部“863”课题评审    房士阁;

国家电网公司纯电动汽车研究取得重大进展    

环保型(电池+电容)纯电动汽车前景广阔    

我国纯电动汽车的发展方向及能源供给模式的探讨    张文亮;武斌;李武峰;来小康;

中大青山纯电动汽车突破续航500公里大关    路智军;

细分市场纯电动汽车研发与推广    徐占林;

浅谈纯电动汽车技术    程勇;

纯电动汽车研究与开发    李年根;

纯电动汽车电气性能测试系统设计与研究    刘保国;

纯电动汽车泊车雷达系统设计    胡杰强;王智晶;

淄博市低速纯电动汽车发展的几点思考    车胜新;

纯电动汽车的控制策略与实现    马洪涛;叶倩;

重庆公交发展纯电动汽车的一次尝试    廖涛;

纯电动汽车泊车雷达系统设计    胡杰强;王智晶;

纯电动汽车电机控制器传导性电磁干扰的抑制    陶银鹏;余强;朱德祥;

应着力发展纯电动汽车    媒体评论员 陈健敏

共建纯电动汽车示范基地及产业园    姜小莉

加速长沙纯电动汽车产业化    长沙市政协副主席 谢明德

新疆首批纯电动汽车投入使用    石怀平

山西榆次将建纯电动汽车产业园    记者 杨丽英 张春亮

政策推进难掩纯电动汽车发展困境    本报记者 刘国栋

代表建议推动纯电动汽车市场化    记者李雪梅

续航300公里纯电动汽车两年内推出    本报记者 童曙泉

陆地方舟:中国纯电动汽车领域真正的领跑者    张龙飞

纯电动汽车或插电式混动 谁才是当前购车首选?    本报记者 王禁

纯电动汽车能量管理关键技术问题的研究    石庆升

纯电动汽车电动助力转向系统机理研究与设计    曾群

基于锂离子动力电池的纯电动汽车能量管理系统控制策略与优化    董冰

纯电动汽车充电系统稳定性与谐波特性研究    李晶

两档双离合器自动变速器的纯电动汽车传动系统协调控制技术研究    顾强

纯电动汽车电液复合再生制动研究    刘志强

纯电动汽车中电驱系统设计及其控制策略研究    吴家龙

微型纯电动汽车动力系统设计    岳崇会

纯电动汽车突然失压的应急控制策略研究    乐登

纯电动汽车动力系统匹配设计与仿真研究    杨文兴

纯电动汽车远程监控系统设计及故障诊断方法研究    吴建荣

微型纯电动汽车动力性能参数匹配及仿真研究    王方

纯电动汽车整车能量建模与仿真分析    刘清虎

纯电动汽车整车性能建模与仿真    姚海峰

纯电动汽车电控系统研制    孙淼

北京纯电动汽车产业链构建研究    刘燕玲

 
关键词: 纯电动汽车

[ 学术论文搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
相关学术论文推荐
 
0条 [查看全部]  相关评论
 
推荐论文
智能推荐
 
网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 排名推广 | 广告服务 | 积分换礼 | 网站留言