混合动力汽车动力电池组的热管理系统研究

【摘要】：随着环境问题与能源问题的日益恶化，传统汽车行业不得不向节能环保的江南网页版登录入口官网下载 行业转变。电机、动力电池、控制器等作为江南网页版登录入口官网下载 的核心技术，近年取得了突破性的进展。尤其动力电池技术的发展为江南网页版登录入口官网下载 的发展提供了一个新的平台。目前动力电池的比能量达到100-500Wh/kg，比功率达到315W/kg，寿命达到1000-2000次，基本可以满足江南网页版登录入口官网下载 的需要。铅酸动力电池、镍氢动力电池安全性较好，但比能量、比功率值不高。锂离子动力电池的比能量、比功率较高，但其热安全性仍然是制约江南网页版登录入口官网下载 产业化的一个重要因素，需要进一步的研究。目前，镍氢动力电池和锂离子动力电池为主流动力电池，故对其进行热特性研究非常必要，对江南网页版登录入口官网下载 的热管理系统（BTMS）的设计有着重要意义。 动力电池的热分析主要包括热安全性、热效率和温度引起的单体电池之间的差异。主要任务是保证动力电池工作在适宜的温度范围，提高整车运行效率，同时不发生燃烧、爆炸等意外事故。本文研究的主要内容有： （1）分析了目前混合动力汽车的发展、动力电池的发展以及动力电池热特性研究现状。 （2）研究了动力电池的产热原理与其影响因素，找到了研究动力电池的方法。 （3）采用ANSYS商业有限元软件对国内某款锂离子动力电池进行了热分析研究。 （4）分析了电池包的冷却方式，研究了电池包的冷却结构，并利用FLUENT流体分析软件进行了流体仿真。根据仿真结果，对冷却结构进行了相应的优化。 （5）对分析对象进行了试验设计与试验验证。 本文的研究结果对江南网页版登录入口官网下载 的热管理系统设计提供一定的理论基础，同时对电池组的结构设计提供一定的借鉴意义。 【关键词】：混合动力电动汽车 动力电池 热管理系统 冷却结构分析 试验验证
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM912;U469.72;U463.633
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 江南网页版登录入口官网下载 的发展现状10-13
• 1.2 动力电池的发展现状13-18
• 1.2.1 动力电池的分类14-17
• 1.2.2 电池包成组技术17-18
• 1.3 电池组热管理系统研究现状18-21
• 1.4 主要研究内容及意义21-24
• 第二章 ：影响动力电池组的温度因素分析24-34
• 2.1 动力锂离子电池的组成24-27
• 2.1.1 动力锂离子电池的结构组成24-25
• 2.1.2 动力锂离子电池的制作流程25-27
• 2.2 锂离子动力电池的安全使用条件27
• 2.3 影响动力锂离子电池温度的因素分析27-32
• 2.3.1 电池的结构对电池温度的影响28-30
• 2.3.2 电池的使用条件对电池温度的影响30-32
• 2.4 本章小结32-34
• 第三章 ：动力电池热模型建立与仿真分析34-46
• 3.1 动力电池热模型的建立34-36
• 3.2 动力电池热模型仿真分析36-44
• 3.2.1 单体电池不同使用条件下的温度场分析37-42
• 3.2.1.1 单体电池不同放电强度下温度分布情况37-41
• 3.2.1.2 单体电池不同对流系数下的温度分布情况41-42
• 3.2.2 电池组工况下的温度场分析42-43
• 3.2.3 电池组的效率分析43-44
• 3.3 本章小结44-46
• 第四章 电池组的冷却分析46-64
• 4.1 Fluent 软件介绍47-49
• 4.1.1 FLUENT 软件介绍47-48
• 4.1.2 CFD 流体数学模型48-49
• 4.2 仿真参数计算49-50
• 4.3 电池组冷却模型的仿真与分析50-63
• 4.3.1 串联通风模型分析50-55
• 4.3.2 并联通风模型分析55-60
• 4.3.3 串联通风模型与并联通风模型的比较60
• 4.3.4 并联模型的改进60-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第五章 试验与分析64-80
• 5.1 锂离子电池充放电试验64-69
• 5.1.1 试验目的64
• 5.1.2 试验器材64-65
• 5.1.3 传感器布置65-66
• 5.1.4 试验步骤66-69
• 5.2 试验分析69-78
• 5.2.1 试验数据分析69-75
• 5.2.2 模型验证75-78
• 5.3 本章小结78-80
• 总结与展望80-82
• 参考文献82-85
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果85-86
• 致谢86-87
• 附件87

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