【摘 要】
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随着全球社会和经济高速发展,传统燃料日益枯竭,能源危机已成为世界性问题。为了保证社会、经济可持续发展,世界各国汽车制造商都致力于发展新能源汽车。电池在充放电过程中,如果电池内部的温升及温度均匀性不能得到有效控制,会引起电池包局部温度过高,进而导致模块电池性能不匹配,个别单体电池提前失效,影响整个电池包的性能。本文以基于相变材料强化导热的LG18650电池模组散热系统为研究对象,在保证电池模组工作在
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随着全球社会和经济高速发展,传统燃料日益枯竭,能源危机已成为世界性问题。为了保证社会、经济可持续发展,世界各国汽车制造商都致力于发展新能源汽车。电池在充放电过程中,如果电池内部的温升及温度均匀性不能得到有效控制,会引起电池包局部温度过高,进而导致模块电池性能不匹配,个别单体电池提前失效,影响整个电池包的性能。本文以基于相变材料强化导热的LG18650电池模组散热系统为研究对象,在保证电池模组工作在最佳温度范围内（293.15K～318.15K）且最大温差小于5K的前提下,以进一步降低其最高温度为目标,针对动力电池散热系统的相变材料性能进行研究,以相变材料的潜热值、导热系数以及过冷度为评价指标,选择综合性能最好的复合相变材料,通过仿真以及实验对比分析,验证综合性能最好的复合相变材料提高动力电池模组散热性能的可行性,本文主要内容包括:（1）剖析LG18650锂离子电池构造,并探究其工作机理,明晰产热特性与传热机理;用内阻测试仪测定电池的内阻;根据Bernardi生热速率模型,求解LG18650锂离子电池在放电倍率为1C、2C、3C下的产热值,获得电池的热物性参数,为后文的研究作铺垫。（2）对几种便宜易得的高导热添加剂组合添加到PW中,提高其导热性进行研究,对比分析复合相变材料的热物性参数,获得综合性能最好的复合相变材料;研究表明EG20-CF20/PW三元复合相变材料在本研究中其综合性能最好,为后文的仿真及实验奠定基础。（3）建立锂离子动力电池模组几何及数学模型,进行网格划分与仿真分析,根据仿真后电池单体及模组的温度云图,以电池单体和模组的最高温及温差为评价指标,验证基于EG20-CF20/PW三元复合相变材料散热系统对电池进行强化散热的可行性。（4）搭建动力电池散热实验平台,验证基于EG20-CF20/PW三元复合相变材料散热系统对电池进行强化散热的可行性。实验结果表明:实验与仿真所得的各单体电池温度数值基本对应相同,整体变化趋势一致,在一定的误差允许范围内,即可以验证在EG20-CF20/PW三元复合相变材料散热系统下,对电池模组进行热管理的合理性及可行性,具有较好的工程应用前景。
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