动力电池热管理系统关键技术研究

随着低碳社会的发展需要及绿色能源使用范围的不断扩大,电动汽车在国家政策的大力扶持和市场的强烈需求下,近几年中获得了巨大的发展。电动汽车的快速发展离不开动力电池系统关键技术的不断更新与进步。温度是影响动力使用性能的重要因素,电池热管理系统关键技术的深入研究对于改善动力电池的使用性能、提高使用寿命及保证电池的安全使用方面具有重要意义。本文的主要研究内容有:(1)通过分析LiFePO4电池的工作原理,基于LiFePO4电池单体,采用HPPC测试方式对Bemardi经典产热公式各参数进行识别,采用绝热量热法对LiFePO4电池单体进行发热量测试,获得电池单体的实际发热量,与Bemardi经典产热公式进行对比,验证Bemardi经典产热公式在所研究对象上的适用性,同时也为成组后的动力电池系统的温度场仿真提供边界参数。(2)针对动力电池系统进行整体方案设计,结合电池模组的成组形式,完成电池热管理系统结构设计,通过建立热管理系统的温度场计算理论模型,提出冷却液流量及冷却液偏流率的目标要求;采用CFD(Computational Fluid Dynamics:计算流体力学)软件对热管理系统流场进行流场仿真分析,对热管理系统冷却液偏流率进行评估,并通过优化热管理系统流道结构形式,保证热管理系统偏流率满足设计目标要求。(3)通过分析影响热管理系统散热效果的主要因素,获得冷却液温度、冷却液流量、电芯的初始温度对热管理系统散热效果的影响规律;完成热管理策略的设计,并通过CFD软件进行有限元数值分析,获得热管理系统在相应策略下动力电池组的温度场,并通过对热管理策略的优化,保证动力电池组的最高温度和各电池单体之间的温差满足设计要求。(4)根据所建立的热管理控制策略,制定动力电池系统温度场测试方案,结合实际应用工况,搭建动力电池系统温度场试验平台进行温度场测试,通过分析测试数据,验证热管理系统的散热性能是否满足设计目标要求。该论文有图48幅,表12个,参考文献81篇。