电动汽车用锂离子动力电池组热管理数值研究

《电动汽车用锂离子动力电池组热管理数值研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、电动汽车用锂离子动力电池组热管理数值研究Anumericalstudyonthethermalmanagementoflithium-ionbatterypackforelectricvehicles学科专业：化学工程研究生：陈宏珍指导教师：王宇新教授天津大学化工学院二零一四年六月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同

2、志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据摘要电动汽车由于具有环境污染小、能量利用率高、噪音低等优势，成为未来

3、汽车发展的主流方向之一。作为动力系统的电池组是电动汽车的核心部件，其性能的进一步提高是目前电动汽车发展亟需解决的问题。温度对动力电池的性能有重大影响。因此有必要对电动汽车的电池组进行热管理，使电动汽车安全高效运行。相变材料冷却法是电池组热管理采取的重要方法之一。本文针对相变材料本身不能散热这一缺点提出了相变材料-水协同冷却法，对比了分别采用相变材料冷却以及相变材料-水协同冷却时电池的温度分布情况。结果表明，5C放电倍率下，放电完毕后采用相变材料冷却时电池的温度为62℃，而采用相变材料-水协同冷却法时电池的温度为54.4℃。相变材

4、料-水协同冷却法的控温效果要明显优于相变材料冷却法。考虑到相变材料-水冷却装置的复杂程度及维护成本较高，本文提出了翅片-空气协同冷却新方法，比较了空气冷却法和翅片-空气协同冷却法的控温效果。结果表明，7C放电倍率下，与传统空冷方法相比，翅片-空气协同冷却法能有效抑制电池的温升，放电完毕时电池的温度为47.4℃。对翅片强化传热机理的分析表明，翅片的导热能力是决定翅片-空气协同冷却效果的关键因素。对不同面积的翅片的控温效果分析可知靠近空气入口处及出口处翅片的散热能力最好，因此设计出工字型翅片，旨在减轻电池组的重量。结果表明，7C放电

5、倍率下，工字型翅片的控温效果要明显优于矩形翅片。可根据控温要求来灵活选择翅片的尺寸，进而有效减轻电池组的重量。关键词：锂离子电池，温度控制，数值模拟万方数据AbstractDuetotheadvantagesoflesspollutionemissions,highenergyefficiencyandlownoise,electricvehiclesarebecomingoneofthemainstreamsforfuturevehicles.TheimprovementofperformanceforLithium-ionb

6、atterypackswhicharethecorecomponentsofelectricvehiclesisthekeyissuefordevelopingofelectricvehicles.Temperaturehasasignificantimpactontheperformanceofbattery.Asisshownabove,weshouldtakeeffectivemeasurestocontrolthetemperatureofbatterypackstoensurethesafeandeffectiveop

7、erationofelectricvehicles.Phasechangematerial(PCM)coolingisoneofmostimportantmethodsforthermalmanagementofbatterypack.ThePCM-watercoolingmethodisproposedbecausethePCMitselfdoesnothaveheatdissipationpotential.ItisshownthatthetemperatureofbatterywithPCM-watercoolingmet

8、hodis54.4degreeat5Cdischargerate,whilethetemperatureofbatterywithPCMcoolingis62degree.ThetemperaturecontrollingeffectofPCM-watercoo