混合動力車用鎳氫電池組散熱性能CFD仿真與試驗研究.pdf

1、鎳氫電池以其比能量高、比功率高、循環(huán)壽命長、環(huán)境污染小、安全性高等優(yōu)點作為核心部件被廣泛應(yīng)用于混合動力電動汽車(HEV)中，對HEV的性能有直接影響。鎳氫電池在充、放電過程中產(chǎn)生的大量熱量會導(dǎo)致電池內(nèi)部的溫度上升和電池組模塊之間溫度梯度的增大，造成電池性能不穩(wěn)定，嚴重時影響到電池的使用安全與壽命。
　　 為了提高電池性能的可靠性和一致性，不但要求電池的工作溫度保持在一定的臨界溫度之下，同時也要求各單體電池之間的溫度差別小，其溫差

2、幅值不會引起電池性能的明顯差異，從而不影響電池組的使用性能。因此，建立電池溫度場分析的理論模型，采用數(shù)值模擬技術(shù)分析電池在使用條件下的溫度分布，進行電池散熱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與散熱性能的預(yù)測，對提高電池的使用性能具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 本文主要做了以下幾方面的工作：
　　 ①針對混合動力汽車用鎳氫電池使用過程中溫升高，電池組各模塊溫差大，從而影響到電池組的充放電性能和使用壽命的問題，根據(jù)傳熱學(xué)的質(zhì)量、動量和能量守恒定律建立鎳

3、氫電池組的三維非穩(wěn)態(tài)散熱模型并分析鎳氫電池的生熱理論及熱負荷的各組成部分；
　　 ②采用計算流體力學(xué)(CFD)方法，對鎳氫電池組原始方案的流場和溫度場進行了數(shù)值模擬仿真分析，并研究了冷卻空氣流量和汽車行駛工況對電池組散熱效果的影響；
　　 ③提出了鎳氫電池組散熱系統(tǒng)的優(yōu)化方案并進行了優(yōu)化方案散熱效果的仿真分析。結(jié)果表明優(yōu)化方案可實現(xiàn)鎳氫電池組的良好散熱，有效降低溫升和電池模塊之間的溫差，從而滿足混合動力汽車對電池組的使用