随着社会的不断发展,能源短缺和环境污染的问题愈发严重,化石燃料的过度使用导致大量温室气体的产生,使全球气候发生变化。电动汽车因具有环境污染小,噪音低,能源利用率高,结构简单易维修等的优点,使其越来越受到人们的关注。作为电动汽车的动力源,动力电池组在汽车行驶时为其提供动力,它直接决定了车的使用性能和可靠性,对安全性能和使用成本也起着关键的作用。当汽车在不同工况行驶时,由于电池自身的放热反应和内阻,电池的温度会逐渐升高。当温度超过某一界限时就会导致锂离子电池发生不可逆转的损伤,如电池性能和使用寿命的降低。当热量继续累积到一个极限,可能导致起火爆炸现象发生。此外,当锂电池长时间在低温下工作时,电池寿命会缩短,整车性能衰减,在极端低温下车辆甚至无法启动。因此,对电动汽车的动力电池组进行热特性研究是十分必要的。论文选题针对电动汽车动力电池组的实际应用需求,结合某型汽车的主要技术参数,提出了易于快速更换的模块化动力电池组思路。初步构建了电池组,设计了电池组的散热结构和预热结构,通过建模和仿真,分别研究了影响散热效果和加热效果的主要因素,并结合仿真结果进行优化。本文的主要研究内容如下:1.首先对比了三种主流电池:铅酸电池、镍氢电池及锂电池的优缺点,最终确定本文使用磷酸铁锂电池来构建电池组。然后研究了单体电池的内部结构,分析了电池充放电时的工作原理、生热机理及传热特性。阐述了单体电池的生热速率、导热系数及比热容等参数的计算方法,为后续的仿真模拟和数值计算提供了理论基础。2.根据课题提供的某型汽车主参数,确定了电池组的主要参数,初步构建了电池组。具体工作如单体电池的选型、单体电池数量的计算、电池模块数量的选择、单体电池的排布等。为了能在快速更换电池组时更便捷,提出了模块化电池组的思路。并选择在电池组的箱体内布置均匀开设风孔的管道,以此为初始散热结构来研究电池的散热效果。3.对初始散热结构进行建模及仿真计算,分别分析了主要影响因素如出风口数量、出风口位置、风孔的位置因素对电池散热性能的影响。然后优化散热结构,并在三种典型工况下验证了改进结构的有效性。4.设计了电池组的低温预热结构,选用加热膜来加热低温环境下的电池。首先提出了初始预热结构,然后进行建模及仿真计算,分析了主要影响因素如加热膜安装位置及使用面积对电池预热效果的影响,优化了结构参数,确定了最终的低温预热结构。