随着环境保护的需求越来越强烈,人类的发展需要更多地考虑环境因素,与大自然和谐共处,实现可持续发展。燃油汽车排放的尾气对环境造成很大污染,在各国政府的共同努力之下,新能源汽车逐渐被提上人类发展的战略位置,动力电池作为新能源汽车的主要动力来源,其工作性能、安全、使用寿命都与温度有很大关系,所以使动力电池维持在一个合适的温度范围内工作对于新能源汽车来说尤为重要。由于热电制冷拥有无污染、无噪音、集制冷制热为一体等优势,故其被应用到很多领域之中,近年来,将热电制冷技术应用于新能源汽车动力电池热管理领域的研究也越来越多,随着热电材料性能地不断提高,热电制冷技术会在该领域发挥越来越重要的作用。本文首先介绍了锂电池的产热原理以及几种常用的动力电池热管理方式,随后设计并制作了一套基于热电制冷的动力电池热管理系统,并从半导体制冷片(TEC)的选型、热管理方式的选择、半导体制冷片的布置位置以及数量对电池热管理效果的影响进行理论与实验分析,具体将从以下几个方面展开:(1)通过对三种半导体制冷片(TEC1-12704、TEC1-12705、TEC1-12706)的制冷性能分析,选择最适合本文实验的半导体制冷片型号为TEC1-12706。(2)根据18650锂离子电池的形状和发热特性,利用绝缘加热棒设计模拟电池模组,然后根据实验需求搭建电池热管理实验台。(3)将新能源汽车的行驶状态分为匀速行驶、低加速度行驶和高加速度行驶三种状态,三种状态对应不同的电池发热功率,匀速行驶时电池发热功率为2W,低加速度行驶时为3.3W,高加速度行驶时为5W。在汽车低加速度以及高加速度行驶时,分别对比自然对流散热、液冷散热和半导体制冷散热三种方式下电池模组内电池单体的温度上升速率,验证将半导体制冷技术用于电池热管理的可行性,得到的结论是:半导体制冷散热方式明显优于其他两种散热方式。(4)分别在三种行驶状态下使用半导体制冷散热方式进行电池热管理实验,讨论半导体制冷片的放置位置对散热效果的影响。将一片半导体制冷片置于电池壳体侧面中心时,各电池在所研究时间内温度都未超过50℃,但是电池单体间的最大温差都超过5℃,不符合要求;将一片半导体制冷片放置于壳体底面中心时,三种行驶状态下电池单体间最大温差都小于5℃,各电池温度同样也都没有超过50℃,不过相对于侧面中心放置一片半导体制冷片,电池温度上升的速率要快一些;为了弥补这一劣势,在电池外壳底面布置两片半导体制冷片进行电池热管理实验,实验结果表明各电池单体的温度上升速率有所减缓,不过温度均匀性稍有降低,这与两片TEC中间有间隔空隙有关,该间隔位置正好是电池模组散热条件最差的中心位置,不过在三种汽车行驶状态下电池单体间最大温差都未超过5℃,满足要求。