车用锂离子电池冷却方案优化设计

在能源紧缺与污染加剧的背景下,电动汽车已成为当前国家发展重点关注的领域。作为电动汽车里主要的甚至是唯一的动力源,动力电池的性能将制约着整个电动汽车行业的发展。动力电池的工作温度会直接影响其使用性能、使用寿命及可靠性、安全性,而由于动力电池在工作中会产生大量的热量,在紧凑摆放的车载环境下热量更容易聚集,因此需要研究设计合理的冷却方案,以保证电池组的工作温度能维持在一个合理范围内,同时尽可能的降低电池间的温度差异。 本文主要完成了以下内容： (1)分析了目前电动汽车的发展优势、动力电池的发展现状以及动力电池热管理的研究现状,给出了电池热模型的主要研究方法。 (2)分析了磷酸铁锂离子电池的结构特点、工作原理以及生热原理、传热特性,总结出锂离子电池性能最优的温度区间,并建立了电动汽车锂离子电池组的基本传热模型,通过Fluent软件的计算,掌握了自然对流条件下的电池组温度分布特点。 (3)进一步采用环境风强制对流冷却、空调风强制对流冷却以及导热油强制对流冷却三种冷却方式,分析了放电倍率、冷却温度以及对流速度等因素对电池组冷却效果的影响,对比了三种强制对流冷却方式的冷却能力。 (4)根据实车运行采集的数据,掌握了车辆不同运行工况下对应的电池工作状态,提出相应的冷却方案优化策略。 本文的研究结果为电动汽车电池热管理系统设计提供了一定的参考依据。