动力电池组是电动汽车能源存储与供应系统,其性能是影响电动汽车发展的重要因素。由于温度对动力电池的充放电能力、循环寿命和使用安全有很大影响,以电池组工作温度范围和内部温差为控制目标的电池组热管理成为一个重要的研究课题。本文以锂离子动力电池作为研究对象,开展了电池放电性能、循环寿命和生热效应实验,研究了温度对电池热特性的影响;建立了电池产热及散热数值模型;基于该模型,针对一款电动叉车进行了电池包成组以及散热结构设计,并进行了电池模型CFD仿真,主要研究工作如下:(1)选择18650型锂离子电池为研究对象,搭建了电池单体生热的实验平台。开展了电池热特性实验,分别对电池进行了不同温度下的放电性能实验和电池的循环寿命实验,得出了温度对动力电池放电能力和循环寿命的影响。开展了不同环境温度下电池以不同放电倍率放电的生热实验,得出了电池温度随时间的变化曲线,为电池生热模型验证提供了数据支持。(2)基于Fluent仿真平台建立了单体电池生热数值模型,按照电池生热特性实验设置对模型进行了验证,验证了不同环境温度下电池以不同放电倍率放电时温度值变化曲线,结果显示,不同环境温度下随着放电倍率的提高,仿真与实验温度变化趋势一致,误差值逐渐增大,最大误差值小于3%,因此该模型可用于电池生热温度场预测。(3)建立了电池模组散热数值模型,通过常温和固定放电倍率下的仿真模拟,分析了电池模组温度场,在电池模组中取出了与散热流道接触和非接触2个测温点进行仿真值与实验值的对比,结果表明该模型可用于电池模组散热温度场分析。(4)基于对象电动叉车的动力性能需求和结构特点,设计了动力电池成组结构,并据此提出三种液冷散热流道的设计方案,以电池组最高温度和最大温差作为对比参数,仿真模拟了电池组在不同环境温度下以不同放电倍率放电时的散热效果,最终选择冷板式的蛇形结构作为最优散热结构。模拟分析了电池模组在不同冷却液进口流量和冷却液进口温度下电池组温度场的变化。仿真结果表明,设计的散热结构合理,满足电动叉车电池模组的使用温度范围和温差设计的要求。