纯电动乘用车动力电池液冷热管理结构设计

能源危机和环境污染是当今世界面临的两大难题,在这个背景下,拥有节能减排优势的电动汽车近年来飞速发展。动力电池组作为为电动汽车提供能源的核心部件,因此其性能好坏决定着电动汽车能否正常稳定地运行。然而,过高或过低的工作环境温度会严重影响电池组的性能,因此,一套行之有效的电池组热管理系统对于保证电动汽车正常工作是非常有必要的。本文针对某国产纯电动汽车用18650锂离子动力电池,阐述了温度对电池组工作性能和使用寿命的影响,介绍了电池组热管理系统设计的一般流程,制定了一套液冷热管理方案,并进行建模和仿真,最后设计实验对仿真结果进行验证,本文主要工作如下:首先,查阅国内外相关文献,了解电池热管理系统的研究进展和单体电池的结构、性能参数及产热、传热机理,从而明确热管理系统的设计目标。其次,根据电池箱的尺寸大小,对18650锂离子电池进行成组化设计;制定出一套液冷散热方案,其中包括相关元器件的结构设计,由蛇形管对电池进行温度控制;计算并选择液冷方案中相关设备的参数。最后,建立动力电池组及液冷散热系统仿真模型并进行合理简化处理,确定关键零部件的物性参数,再根据已有的研究数据,得到仿真计算所需的边界条件。利用Fluent软件进行整个液冷系统的流场仿真和单个蛇形管以及与之接触的电池的传热仿真。根据流场结果对水冷方案进行改进,将总进出水口调整到进出母管的中部。在传热仿真结果中,高温工况1800s时刻电池组内的温差不超过3℃,低温工况1800s时刻电池组内的温差不超过10.2℃。根据仿真工况,设计实验方案,实验结果与仿真结果之差不超过2.1℃,在正常范围内,这说明该热管理方案具有可行性和合理性。