基于CFD的混合動(dòng)力車用鎳氫電池散熱系統(tǒng)的研究.pdf

1、日益嚴(yán)重的能源與環(huán)境壓力使傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)展面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，環(huán)保節(jié)能汽車的開(kāi)發(fā)已成為世界范圍內(nèi)各國(guó)政府和各大汽車公司關(guān)注和研發(fā)的焦點(diǎn)?；旌蟿?dòng)力車作為全球汽車產(chǎn)業(yè)最為可行的技術(shù)，國(guó)家科技部已將混合動(dòng)力汽車的開(kāi)發(fā)列入了“863”電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)。
　　電池作為HEV的主要儲(chǔ)能元件，對(duì)HEV的性能有直接影響。鎳氫電池以其比能量高、比功率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、環(huán)境污染小、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，成為HEV車用的首選電源。但鎳氫電池性能受溫度的影響較

2、大，在高溫（大于40℃）時(shí)，生熱多、效率低，并且易于發(fā)生熱事故。因此設(shè)計(jì)良好的散熱結(jié)構(gòu)，使電池組溫度場(chǎng)均勻分布，對(duì)保障電池的使用性能和可靠性具有重要作用。本課題設(shè)計(jì)的散熱系統(tǒng)的目標(biāo)為：將電池的工作溫度控制在其最佳范圍20℃～40℃，模塊間的溫差在±2℃以下，從而保證電池組的使用性能。
　　①本文首先對(duì)HEV車用動(dòng)力鎳氫電池的生熱進(jìn)行理論分析，通過(guò)分析熱負(fù)荷的各個(gè)組成部分的生熱情況，提出了解決問(wèn)題的方法與途徑：1）電池內(nèi)部因素的改進(jìn)

3、；2）提高電池的散熱速率，配備冷卻系統(tǒng)。
　?、跒榱私柚浖椒ㄔO(shè)計(jì)符合條件的電池組散熱結(jié)構(gòu)，需要建立電池的傳熱模型。在實(shí)驗(yàn)及理論分析的基礎(chǔ)上，得到單體電池的熱物理參數(shù)。
　?、郾疚睦糜?jì)算流體力學(xué)（CFD）軟件FLUENT對(duì)電池箱內(nèi)的溫度場(chǎng)進(jìn)行多工況的仿真，模擬比較極端的充放電工況，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上優(yōu)化出較好的散熱結(jié)構(gòu)。
　　④為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)，進(jìn)行了溫度場(chǎng)的試驗(yàn)分析，即通過(guò)對(duì)實(shí)車用鎳氫電池組進(jìn)行多點(diǎn)溫度測(cè)試來(lái)分析電池箱