新能源汽車動(dòng)力鋰電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)散熱性能的仿真分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，能源危機(jī)與污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，中國(guó)政府開(kāi)始積極推動(dòng)新能源汽車的發(fā)展，純電動(dòng)汽車備受矚目。電池是為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力的關(guān)鍵部分，因此影響著整車的性能，電池工作性能受溫度的影響比較大，常常通過(guò)電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)加以控制。電池冷卻方式主要有液體冷卻、氣體冷卻、相變冷卻等，本文研究了采用氣體冷卻方式時(shí)電池組溫度變化特性，并探討了在電池組中加入翅片冷卻電池組的效果。
　　以電池組最高溫度和最大溫差作為為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)熱管理系

2、統(tǒng)控制溫度場(chǎng)的均勻性，應(yīng)用Pro/E建立單體電池及電池組的三維模型，ANSYS Fluent模擬2C放電狀態(tài)下電池組的溫度分布，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了仿真分析的可靠性。分別采用恒定內(nèi)阻法和通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試所得內(nèi)阻擬合多項(xiàng)式計(jì)算電池產(chǎn)熱，研究了電池導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)電池組溫度的影響，發(fā)現(xiàn)電池厚度方向的導(dǎo)熱系數(shù)在0.48~1.2 W m-1 K-1之間變化時(shí)，電池組溫度場(chǎng)基本保持不變。
　　在此基礎(chǔ)上，首先本文探討了不同形式的進(jìn)出風(fēng)口對(duì)電池組溫度的影響

3、。發(fā)現(xiàn)進(jìn)出風(fēng)口設(shè)置4°傾角時(shí)電池組的最高溫度低于無(wú)傾角或進(jìn)風(fēng)口有傾角模型的最高溫度。而在高溫電池頂部殼體或側(cè)面打孔，可有效改善電池組溫度場(chǎng)的均勻性。
　　其次研究了不同結(jié)構(gòu)、尺寸的翅片對(duì)電池組熱管理系統(tǒng)散熱性能的強(qiáng)化效果。加入翅片后電池組最高溫度及最大溫差明顯降低。本文通過(guò)改變電池組間隙中翅片的長(zhǎng)度、厚度來(lái)尋找合適的翅片尺寸。研究發(fā)現(xiàn)鋁翅片伸出長(zhǎng)度從1.5cm增大到6cm過(guò)程中，電池組最高溫度降低，繼續(xù)增加翅片長(zhǎng)度，電池組溫度基本

4、保持不變。翅片厚度為0.5mm時(shí)溫度場(chǎng)均勻性較差，而厚度為1、2、3mm時(shí)最高溫度差別較小。
　　再次，研究了翅片通風(fēng)及開(kāi)縫尺寸對(duì)電池組強(qiáng)化散熱的影響。翅片末端強(qiáng)制風(fēng)冷時(shí)，通風(fēng)長(zhǎng)度3cm時(shí)散熱性能較好。翅片開(kāi)縫可以減輕熱管理系統(tǒng)的質(zhì)量，節(jié)約成本，同時(shí)開(kāi)縫能夠起到擾動(dòng)流場(chǎng)的作用。翅片開(kāi)縫與保留部分1/1時(shí)翅片開(kāi)縫寬度減小，電池組最高溫度降低，翅片寬度均等于10mm時(shí)，最高溫度隨開(kāi)縫數(shù)量增加而降低。
　　最后用實(shí)驗(yàn)測(cè)試的電池組溫