【摘 要】
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随着经济和城镇化的发展,汽车成为人们出行的首要选择,但是随着石油短缺,而传统燃油汽车会对环境产生污染,大力发展新能源汽车。电动汽车的核心部件为动力电池,而温度是影响动力电池的性能的主要因素,因此需要对动力电池进行热管理。本文对电池进行热管理,而电池会产生热量,所以在满足夏天降温的情况下也能满足冬天加热的情况。考虑到成本以及冷却效果,本文采用液体冷却的方式,对电动大巴电池包的散热系统进行设计和优化。
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随着经济和城镇化的发展,汽车成为人们出行的首要选择,但是随着石油短缺,而传统燃油汽车会对环境产生污染,大力发展新能源汽车。电动汽车的核心部件为动力电池,而温度是影响动力电池的性能的主要因素,因此需要对动力电池进行热管理。本文对电池进行热管理,而电池会产生热量,所以在满足夏天降温的情况下也能满足冬天加热的情况。考虑到成本以及冷却效果,本文采用液体冷却的方式,对电动大巴电池包的散热系统进行设计和优化。本文分析锂离子电池的物理模型和工作原理,分析锂离子电池的产热以及传热原理,计算锂离子电池的热物性参数以及在不同倍率下的生热速率,为后续仿真操作打下基础;对电动大巴的电池进行几何建模和热模型的建造,利用ANSYS Fluent对电池包进行仿真模拟,并用实验来验证仿真模拟,将实验值和仿真模拟的数据进行对比分析,证明仿真的正确性。本文主要对电池包的散热结构进行设计和优化,使电池包能够满足电池热管理的设计要求,并研究了不同冷却因素对电池包散热效果的影响。本文研究了单个电池包在不同环境温度下和不同充电倍率对电池包的温度的影响。研究表明,充电倍率越高,电池温度越高;环境温度越高,电池的温度越高;对电池包散热模型进行设计,仿真模拟在1C、3C和5C下的电池包温度分布,根据仿真结果对电池包进行结构优化,将单进单出管路改为双进双出管路,同时在侧面放置冷板,并进行结构优化后的电池温度仿真模拟,可以使优化结构后的电池包在工作状态下的温度能满足热设计的要求;对改进结构后的电池包散热模型研究不同冷却因素对电池温度的影响,研究表明,冷却液流量的提高对电池温度几乎没有影响;冷却液温度越低,电池的最高温度也越低,但是过低的冷却液温度会使电池包的温度过低;空气对流换热系数对电池包温度的影响不大。
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