电动汽车用风冷电池箱设计(附件)【字数:12154】
地球上石油资源趋于枯竭状态,环境问题在一天天恶化,从而迫切需要一种新能源技术的创新与发展来改变现状。近几年来,电动汽车技术的不断创新与发展让人们看到了问题解决的希望。与传统燃油汽车相比,电动汽车在环保、节能上面占了很大的优势,因此越来越受到人们的欢迎与关注。电动汽车的核心技术在于其能源装置,即动力电池。作为动力电池的材料有很多,目前市场上应用比较广泛的是锂离子电池。动力电池性能的好坏直接影响电动汽车的整体性能,因此使电池能够长时间稳定工作成为目前国内外研究的重点。锂离子动力电池受温度的影响比较大,温度过高会严重影响电池的工作性能及使用寿命。本文通过对锂离子动力电池进行发热仿真模拟分析,得到其发热特点及其温度分布,通过详细的讨论对电池箱的功能进行定位;根据这些特性设计一种针对锂离子电池散热冷却的电池箱散热系统,使用Solidworks软件进行三维建模设计出一种散热性能较佳的风冷散热系统,并对整个散热系统做仿真流体分析,针对分析的结果进行优化改进结构使电池箱的风冷系统能够更好地满足要求。意在对锂离子动力电池的散热结构研究做出一点贡献,为电动汽车技术的发展做出自己的一份努力。关键词电动汽车;电池箱体;散热结构设计;仿真分析
目录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 纯电动汽车及锂电的发展 2
1.2.1 纯电动汽车国内外发展现状 2
1.2.2 纯电动汽车对动力电池的技术要求 3
1.3 车用锂电池及电池组散热的研究现状 3
1.3.1 车用锂电池的研究现状及发展趋势 3
1.3.2 电动汽车电池组散热国内外研究现状 4
1.4 主要研究内容 4
第二章 锂离子电池的结构原理和发热特性 6
2.1锂离子电池的结构组成及工作机理 6
2.1.1锂离子电池的结构组成 6
2.1.2 锂离子电池的作用机理 7
2.2 锂离子电池产热率计算及温度场分析 8
2.2.1 锂离子电池产热率计算 8
2.2.2 锂离子电池的温度场分析 12
2.3本章小结 13
第三章 电池箱设计及热分析 14 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
目录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 纯电动汽车及锂电的发展 2
1.2.1 纯电动汽车国内外发展现状 2
1.2.2 纯电动汽车对动力电池的技术要求 3
1.3 车用锂电池及电池组散热的研究现状 3
1.3.1 车用锂电池的研究现状及发展趋势 3
1.3.2 电动汽车电池组散热国内外研究现状 4
1.4 主要研究内容 4
第二章 锂离子电池的结构原理和发热特性 6
2.1锂离子电池的结构组成及工作机理 6
2.1.1锂离子电池的结构组成 6
2.1.2 锂离子电池的作用机理 7
2.2 锂离子电池产热率计算及温度场分析 8
2.2.1 锂离子电池产热率计算 8
2.2.2 锂离子电池的温度场分析 12
2.3本章小结 13
第三章 电池箱设计及热分析 14 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
3.1电池箱三维建模软件Solidworks的简介 14
3.2 散热方式的选择 14
3.3锂离子动力电池电池箱体散热结构设计 15
3.4电池箱散热系统工作原理 18
3.5电池箱体散热系统建模与热模型仿真分析 18
3.5.1热模型建立 19
3.5.2电池箱散热系统温度场的仿真结果与分析 22
3.6本章小结 24
第四章 电池箱优化及热分析 25
4.1初始方案中的问题分析 25
4.2电池箱体散热结构的改进方案 25
4.3优化后的电池箱体散热结构设计 27
4.4电池箱体热模型建立与仿真分析 28
4.4.1电池箱体热模型建立 28
4.4.2电池箱体仿真热分析 31
4.5本章小结 32
全文总结与展望 33
致谢 34
参考文献 35
第一章 绪论
1.1 研究背景
当今,石油资源在一天天枯竭、汽车尾气排放问题加重也在严重影响着环境,由于传统燃油汽车的种种问题使人们迫切想要研发一种新能源汽车来缓解地球的环境压力。以动力电池为能源装置的电动汽车无疑符合世界的潮流,从而受到越来越多的人欢迎。目前,电动汽车普遍分为两种类型,单纯以锂离子电池作为其动力能源的电动汽车被称为纯电动汽车;而以电池和燃料混合使用为其提供能源的被称为混合动力汽车。此外随着新能源技术的不断创新与突破使得电动汽车的发展前景更为广泛,越来越多的汽车公司、企业纷纷将目标投入到电动汽车的研发与改进工作中去。与传统汽车相比,纯电动汽车不仅绿色环保、污染少,而且经济适用,驾驶与维修方面也非常适合大众群体。纯电动汽车技术与其他形式新能源汽车技术相比限制范围较广而且在成本投资上也很低。
电动汽车的发展对降低能源消耗和环境污染有很大的改善,然而也存在一个重要问题限制该技术的发展,那就是电动汽车车用电池的冷却问题。汽车在行驶时,由于发动机的运转、电池的工作会使得车内的温度升高,温度的变化又会反作用的对电池的工作性能产生影响。此外,电池芯发热、电池组的热量累积,使电池芯产生膨胀而导致各电池组内电池相互挤压,电池在压力较大的环境下放电效率会大大降低,而且电池的循环寿命也会受到影响。而且电池组的充放电性能和寿命也会受电池表面和内部温度分布不均匀的影响,尤其是箱体内电池组中单体电池温度分布的均匀性,直接影响电池组的整体性能,同时也会缩短其寿命。因此对电池组进行冷却散热使其能够始终保持着一个正常温度非常重要。有效提高电池组的均热性能和散热性能,以保证电池的工作环境温度控制在所要求的范围内,且单体电池温度分布均匀。所以如何优化电池箱结构,使电池组能在大容量、高功率、高电压、大电流充放电的条件下安全运行成为重中之重。根据锂电池的温度特性,电池箱的散热应满足箱体内温度保持在50℃以下,最高温差要低于20℃[1]。
目前国内外电动汽车用电池箱的冷却方式有很多种,但是通风散热的冷却方式应用范围最广,因为在各冷却方式中风冷无疑是最经济简单可靠的。因此国内外在通风冷却结构上做了重点的研究设计,例如增加引风装置,安装风挡板来改变风量的流动轨迹、改变电池模组排列位置等等[2]。本文根据电动汽车对动力锂离子电池的要求,锂离子电池的发热特性、电池组的温升特性及电池箱所需通风散热的要求,在模拟常对流条件下分析了充放电时电池模块的温度场分布情况,确定了电池箱的结构组成,并设计制造了一种具有较佳散热性能的电动汽车电池箱结构,并在分析的基础上建立电池箱的热模型,进行仿真分析,对箱体优化改进。
1.2 纯电动汽车及锂电的发展
1.2.1 纯电动汽车国内外发展现状
纯电动汽车是以电为动力能源的汽车,与传统汽车相比,纯电动汽车在环保、能源利用效率、尾气排放以及降低噪声污染等方面有很大的优势,是一种高性能、低经济的电动汽车。由于能源紧缺问题和电池技术的不断突破与成熟,电动汽车在全球范围内得到大范围的制造与推广。早在20世纪90年代中期,世界各国政府纷纷与各大汽车公司共同合作,加强对电动汽车的研制与开发。在欧洲,各城市建立电动汽车研究所,不断对电动汽车技术进行研发推广并指导用户使用。法国,各汽车巨头统筹合作,致力于对电动汽车的研发和推广。在美国,政府加大资金投入对新能源汽车进行研发。而在更早的70年代,日本就已经开始研发电动汽车,如日产、本田、丰田等都陆续推出了自己研制的电动汽车[3]。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑,转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/1367.html