纯电动汽车锂离子动力电池散热结构设计及仿真研究

随着能源危机和环境污染问题的出现,传统燃油汽车正在逐步被新能源汽车所替代,而在新能源汽车领域中,电动汽车占据了大半比例,锂电池作为电动汽车动力的一个重要来源,其工作性能与温度有着密切的关系,温度过高会使电池安全性能降低,甚至造成热失控;温度过低会使电池容量下降,影响电池续航能力。利用电池热管理技术,对电池工作最高和最低温度以及温度一致性进行有效管理,使电池处于最适宜工作温度范围,在保证电池安全性能的同时,亦能使电池的工作效率在一个较高的水平。本文先介绍动力电池热管理的发展背景及研究意义,然后提出热管理的必要性。研究了锂电池的生热、传热机理。对单体电池及电池组从实验和理论仿真两方面探讨了锂电池在不同放电倍率和环境温度下的温度场分布,并将实验数据与仿真数据相对比,论证理论建模仿真的正确性。将自然风冷、强制风冷和强制液冷这三种电池热管理方式作对比,研究对电池组和电池模块的有效散热方法。对电池进行强制风冷分析,比较不同风速下的散热效果;进行了液冷分析,设计梯形液流通道,将液冷与风冷作比较,论证液冷散热的高效性。针对电池包中不同类型电池模块,分别设计了对其行之有效的电池散热方案,最后将各个模块的电池冷却装置连接起来,形成一套针对电池包完整的电池散热系统。通过对电池包的理论仿真论证了此电池散热系统的有效性。