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随着我国电动汽车的快速发展,动力电池作为电动汽车的核心驱动力也迎来了新的机遇。动力锂离子电池具有能量密度高,循环寿命长,无记忆效应等优势倍受汽车制造商的青睐。然而,在锂离子电池充放电过程中,内部将产生大量的热;如果散热不及时,特别是在特殊工况下,锂离子电池以大倍率进行放电,这将引起电池组内部剧烈的电化学反应,导致电池寿命和容量下降,当温度升高至一定程度时,将会引发热失控甚至发生热灾害事故。因此,对电池组进行有效地热管理进而保证电池在安全温度范围内运行,对提升电动汽车的安全性以及推动电动汽车的快速发展均具有重要意义。本论文基于18650型锂离子动力电池液体冷却系统进行设计与优化研究,主要研究内容如下:1)针对四种主流电池热管理技术作了详细分析,并对比其优缺点;同时根据电池在发生产热时其内部发生的各项化学反应,提出针对动力电池热管理系统的热模型设计以及动力电池产热计算方法。根据所得的电池产热量,使用MATLAB数据处理软件对实验所得数据对时间和电池温度关系进行线性拟合,得出三元18650锂离子电池在1C、2C、3C放电倍率下的产热功率,为COMSOL模拟仿真软件运行提供各项基本参数;2)以18650锂离子电池模组为研究对象,采用液体冷却系统对电池模组进行热管理;分析不同因素对电池模组最高温度与最大温差的影响,包括进口流速、通道数目、通道间介质属性对模型热特性的影响,得出此种电池结构的最高温度分布于电池模组中心位置,进口流速对温升的抑制有明显效果,揭示各因素对电池模组温度变化的影响规律。研究表明当进口流速为0.02 m/s时,流道数目为4时,所得到的电池模组最大温度及最大温差优于其他对比条件;动力电池模组最高温度控制在55℃以内,最大温差下降6.2℃;3)通过对液冷管道扰流翅片建立了不同的仿真模型,通过分析扰流发生器的尺寸、攻角、布局三个因素对通道内流体的影响,分析不同雷诺数下对努赛尔数与阻力因子的影响。通过一系列研究得出以下结论:对比了ABAB布局与ABBA布局两种排布方式,得出ABBA布局方式的换热性能优于ABAB式的换热性能(998
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