论文部分内容阅读
锂离子动力电池作为纯电动汽车唯一动力源,其性能优劣直接影响整车性能,而温度是影响电池性能的主要因素,因此高效的热管理系统是锂离子电池高性能和长寿命的关键。本文利用冷媒R134a蒸发相变控制电池组温度,结合数值计算方法模拟冷媒相变过程换热特性,并优化系统冷板结构,提出改变冷媒流道布置和截面形状的方案,优化系统散热性能。本文的主要工作内容如下:(1)根据锂电池工作原理分析其生热及传热机理,基于相变散热理论知识,建立气液相变过程质量热量传输项,编写UDF气液相变程序,添加源项,模拟冷媒相变过程。(2)建立电池热仿真模型,确定电池热物性参数,基于HPPC测试法研究电池内阻与环境温度和SOC之间的动态变化关系,确定电池各部分热源输入,对不同放电倍率及不同环境温度下电池放电温升情况做仿真分析,结果表明大倍率放电或高温条件下电池温度偏高,需对电池进行散热。(3)建立电池模组散热系统仿真模型,利用CRUISE搭建整车模型,建立HWFET工况,仿真分析整车动态电流,确定系统热源输入。从不同冷媒入口温度和不同质量流量的角度研究电池相变散热系统的换热特性,分析电池温度场和含气率分布情况,提出改变冷却流道布置及其截面形状的优化方案。结果表明,优化后散热系统模型可提高电池温度分布均匀性。(4)在相同工况下,以50%乙二醇水溶液为冷媒介质仿真分析优化前后的电池散热系统冷却性能,并与R134a相变反应冷却结果做对比。结果表明,相变冷却电池组的最高温度和温差大小都低于液体冷却,能较好的保证电池一致性。