电池成组液流热控及其强化增效实验分析

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1、分类号：U469.72单位代码：10183研究生学号：2014422139密级：公开研吉林大学硕士学位论文（学术学位）电池成组液流热控及其强化增效实验分析ExperimentalStudyofLiquid-basedThermalManagementSystemandHeatTransferEnhancementforBatteryPack作者姓名：张凯鹏专业：动力工程及工程热物理研究方向：汽车热管理与控制指导教师：高青教授培养单位：汽车工程学院2017年6月——————————————————————————————————电池成组液流热控及其

2、强化增效实验分析——————————————————————————————————ExperimentalStudyofLiquid-basedThermalManagementSystemandHeatTransferEnhancementforBatteryPack作者姓名：张凯鹏专业名称：动力工程及工程热物理指导教师：高青教授学位类别：工学硕士答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用

3、（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期

4、刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□√硕士□博士学科专业：动力工程与工程热物理论文题目：电池成组液流热控及其强化增效实验分析作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市人民大街5988号吉林大学南岭校区汽车工程学院热能工程系（130025）作者联系电话：摘要电池成组液流热控及其强化增效实验分析动力电池是新能源汽车的关键部件，其工作状态影响着整

5、车的动力性能。然而，电池电化学反应工作性能受温度影响十分明显，温度过高或一致性变差会使电池性能急剧衰减，循环寿命降低，甚至出现安全隐患；而外界环境温度温度过低，又会造成电池电化学反应活性下降，无法保障电池良好的工作性能。因此，开展高效的电池热管理研究工作是提升动力电池工作性能和安全性的关键。首先，从电池热管理领域的国内外研究现状可以看出，液体式电池热管理系统拥有换热系数高、比热容大、换热速度快等优点，能够显著提升电池组冷却能力，保障其工作温度。但是，以往的液体冷却结构存在换热结构复杂、电池包内液体量大、包内部液流易泄露等问题，因此本文从传热结构轻

6、量化、电池组安全性和温度一致性提升等角度，针对目前电动汽车广泛使用的片状电池和圆柱状电池，设计了5种非内流式液体换热结构，该结构特点是换热流体在电池组外部流动，内部使用导热片在电池和流体之间传递热量。该换热结构采用了铜导热片材料，并用0.5mm石墨片做替代导热片和添加0.025mm石墨膜套装的方法，实现对导热片的传热优化。其次，为电池模组匹配了充放电系统，设计电池热管理实验系统，搭建了相应的实验台架，提出了电池热管理实验方法和评价指标。同时，根据实验数据采集与控制需求，建立了NI采集控制系统，匹配了相应的数据采集和控制输出硬件，并使用LabVIE

7、W软件设计了数据采集与控制虚拟仪器，编写了相应的测控程序。该测控系统实现了对热管理实验中电池温度、液流量、电池电压等参数的实时采集、显示、处理和存储以及控制实验系统运行等功能。最后，开展了片状电池模组热管理实验性能研究，测量了电池组在高、中、低放电倍率下的发热功率和基本冷却特性，分析了液流入口温度和流量的影响作用，提出了温度梯级冷却的方法来改善电池冷却过程温度波动过大和冷冲击现象，同时，对导热片及其组合形式进行了优选分析。实验结果表明，电池组的发热功率和冷却平衡温度I随放电倍率增大而增加，平衡时间逐渐减小，其中，在中、低倍率进行放电时电池组具有较

8、好的非平衡态和平衡态温度一致性，而高倍率放电时电池温度一致性有待提高。此外，随液流入口温度增大，冷却平衡时间逐渐减少，电池的平衡温度和一