论文部分内容阅读
电动汽车运行时以其独有的特性:低能耗，零排放，无噪音等优点受到世界各国的广泛关注，尤其是近几年，电动汽车发展迅速。电动汽车的发展离不开电池，锂离子电池以其高能量密度，高放电电压，无记忆性等优点被电动汽车作为主要动力源。然而锂离子电池对温度敏感，温度过高或过低都会影响锂离子电池的性能，为了保证锂离子电池高效、安全、长寿命的运行，必须对锂离子电池进行有效的热管理。 本文以纯电动汽车圆柱形锂离子电池为研究对象，为保证锂离子电池工作在合理温度范围内，展开的工作如下: (1)设计了嵌套圆柱形锂离子电池表面方形金属铝框，以强化电池散热和单体电池间的传热，利用fluent仿真软件模拟验证了嵌套铝框的可行性，并进一步实验对比研究了自然对流条件下电池嵌套铝框和无铝框时不同放电倍率下的温升情况，同时检验了嵌套铝框对减小电池组内单体电池间温差的效果。实验结果显示嵌套铝框的方式能够有效减小电池的温升，其降低电池间温差的效果明显。 (2)设计了插入电池组间隙内的热管与相变材料相结合的散热系统，对比研究了不同放电倍率，不同环境温度下自然冷却、插入带翅片空铝管、添加相变材料及热管时电池组的温升及温差情况。结果表明:相同放电倍率下，在一定工作温度范围内，电池组最高温度与环境温度变化呈线性关系，且电池组内电池间的温差与环境温度无明显关系。当电池组以低于2C放电倍率进行放电时，热管与相变材料结合的散热系统能够有效控制电池组的温升，且电池组内电池间的温差能够维持在4℃以内。 (3)提出了锂离子电池组与汽车空调联合多模式热管理系统，分析了该系统在不同条件下热管理的功能，为了实现电池组的紧密排列，设计了针对圆柱形锂离子电池的五边形铝框。基于该热管理系统，搭建了结合汽车空调的电池组散热系统实验平台，利用Modbus通讯协议自动调节电子膨胀阀的开启和关闭，使得制冷剂进入电池组热管理模块，对电池组温度实现自动控制。实验结果表明:该系统能够有效对电池组进行散热，能够自动调节电池组的温度，并将电池组的温度控制在40℃以内。