电动汽车镍氢动力电池系统热管理关键技术研究-交通运输工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 《学位论文出版授权书》 本人完全同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程)) (以下简称 章程勺，愿意将本人的学位论文提交中国学术期刊〈光盘版〉电子杂志社 在《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表。《中国优秀博硕士学位 论文全文数据库》可以以电子、网络及其它数字媒体形式公开出版，并同意编入 《中国知识资源总库))，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联 网上传播，同意按章程规定享受相关权益。 作者签名 :以解 导师签名 :U 艺1主一年 L月 一日 品。/A 年一二一月一乒L日 |研究生学号 1 10433- l叫3/ |所在院系 |友也竹彻L倪与协| 山东理工大学硕士论文摘 山东理工大学硕士论文 摘 要 摘 要 随着能源紧缺和环境污染的进一步加剧，研发具有零排放和节能环保的电动汽车势 在必行。电池组作为电动汽车的储能部件，是制约电动汽车发展的瓶颈所在，电池组在 充放电过程中产生的热量不但影响电池组的工作性能和循环寿命，而且直接影响电池的 安全性。为保障电池系统的有效散热和温度均衡，对电池组热管理技术的研究具有重要 意义。 本课题以电动公交车用镍氢动力电池组为研究对象，通过分析单体电池在充放电过 程中的生热原理，利用实验和数值仿真相结合的方法对电动汽车镍氢动力电池组散热系 统的有效散热和单体间温度均衡进行了设计和优化。本文的主要内容包括： 首先，通过对镍氢动力电池热特性的分析，发现在充电过程中，充电初期只有主反 应发生；当电池 SOC ≥ 80%时，同时伴随着副反应的发生，电池生热速率明显增加，温 度上升较快。根据电化学反应中电子移动个数与反应生热量之间的关系推导出了单体电 池的生热量计算公式。并通过实验计算出单体电池的等效比热容和热传导系数。 其次，按照电池组热管理系统的设计流程，从有效散热和单体间温度均衡两方面对 电池组热管理系统进行了初步设计。主要包括电池组生热量的计算、风扇的选型、确定 风道尺寸、选择电池排列方式等内容。然后建立几何模型，用流体动力学软件 Fluent 进 行了仿真分析。并设计实验方案，通过和整车充电实验数据的对比。验证了仿真结果的 正确性。 最后，经过分析，总结出上述散热系统存在的问题，并提出了相应的改进措施：1） 采用并行通风方式；2）调整风道尺寸。通过对各项改进措施进行仿真，结果证明，采 用上述改进措施后，在环境温度为 38 oC 的情况下，电池箱内的最高温度将低于 50 oC ， 达到了预期的设计要求。此外，出于降低功耗的考虑，对电动公交在行驶过程中采用自 然通风冷却方式的散热系统进行了仿真。结果证明，无论在大电流充电过程中，还是车 辆行驶过程中，镍氢动力电池都将工作在合适的温度范围内。 关键词：电动汽车；电池系统；热管理； CFD I 山东理工大学硕士论文Ab 山东理工大学硕士论文 Abstract Abstract With the further shortage of the energy and the pollution of the environment, it is imperative to research the electric vehicals(EV) of zero-emission and lower energy consumption. As the energy storage component of EV, battery becomes the main reason for restricting the development of EV. The heat generating from the charging or discharging process will not only directly affect the performances and cycle life of the batteries but also produce a series of safety problems. So it is very significant to study the battery thermal management technology to ensure the batteries can cool efficiently and make the temperature balance. This dissertation give a research on Ni-MH batteries which are used on electric bus. According to analysising the characteristics of heat pr