纯电动汽车电池组散热结构分析及温控电池箱研究

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1、分类号:TH1210710-2015125033硕士学位论文纯电动汽车电池组散热结构分析及温控电池箱研究吕水明导师姓名职称叶敏教授申请学位类别工学硕士学科专业名称机械制造及其自动化论文提交日期2018年4月18日论文答辩日期2018年5月28日学位授予单位长安大学AnalysisofHeatDissipationStructureforEVandStudyonTemperatureControlledBatteryPackAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LvShuimingSupervisor：Prof.YeMinChang’a

2、nUniversity,Xi’an,China摘要摘要动力电池作为纯电动汽车唯一的动力来源，其使用性能直接影响汽车动力性能、续航里程以及整车性能。在电动汽车行驶过程中，电池组温度会上升，影响放电性能及使用寿命。电池组内各单体位置不同，散热效果有差异，造成单体温度的不一致，影响整个电池组的放电性能。在低温情况下启动电动汽车或对电池组进行充电都严重影响工作效率，并造成对电池的损伤。所以，为改善电池组的安全性与可靠性，对电池组进行散热优化具有重要意义，对电池组进行温度控制，保证电池使用性能尤为重要。介绍磷酸铁锂电池的工作原理及生热特性，进行单体电池内阻特性实验与温升实验。利用有限元分析软件（F

3、luent）对磷酸铁锂单体电池进行温度场仿真分析，对比实验结果，完善修正单体电池热仿真模型。在高级车辆仿真器（Advisor）中针对纯电动汽车对动力电池组进行仿真，得到电池组在典型循环工况下的生热速率变化曲线，为电池组温度场仿真热源输入提供数据。设计散热结构，根据电池组温度分布云图对散热结构进行优化，再对优化后的散热结构进行电池组温度场仿真。最终仿真结果表明，通过对散热结构进行优化，电池组的散热效果明显改善，电池组工作在合理的温度范围内，并满足电池单体温度一致性的要求，可保证电池良好的放电性能。进一步提出温控电池箱的研究方案，针对低温环境，进行充电预加热的加热策略及低温启动加热策略，针对

4、高温，进行分档散热。关键词：锂离子电池，温度场，散热结构，优化设计，温控电池箱IAbstractAbstractAstheonlysourceofpowerforpureelectricvehicles,thepowerbatteryhasadirectimpactonthevehicle'spowerperformance,cruisingrangeandvehicleperformance.Duringtherunningoftheelectricvehicle,thetemperatureofthebatterypackwillrise,affectingthedischargep

5、erformanceandservicelife.Thelocationofeachcellinthebatterypackisdifferent,andtheheatdissipationeffectisdifferent,causinginconsistencyofthecelltemperature,andaffectingthedischargeperformanceoftheentirebatterypack.Startinganelectricvehicleorchargingabatterypackatalowtemperaturehasaseriouseffectonwo

6、rkefficiencyandcausesdamagetothebattery.Therefore,inordertoimprovethesafetyandreliabilityofthebatterypack,itisimportanttooptimizetheheatdissipationofthebatterypack.Itisveryimportanttocontrolthetemperatureofthebatterypacktoensurethebatteryperformance.Theworkingprincipleandheatgenerationcharacteris

7、ticsoflithiumironphosphatebatteryareintroduced,andtheinternalresistancecharacteristicsandtemperatureriseexperimentsofthebatterycellareperformed.Thefiniteelementanalysissoftware(Fluent)wasusedtosimulatethetemperaturefie