基于熱管散熱的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)性能研究.pdf

1、由于日益嚴(yán)重的環(huán)境問題和能源形勢(shì)，新能源汽車的發(fā)展迎來了機(jī)遇。對(duì)于新能源汽車來說，電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)是其關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)它的研究一直是行業(yè)內(nèi)的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。高效安全的電池?zé)峁芾砜梢詫㈦姵卦谧罴训墓ぷ鳒囟葍?nèi)工作，將它的性能發(fā)揮到極致，這對(duì)提高整車的性能和推動(dòng)新能源汽車的發(fā)展都有重大的意義。本文先根據(jù)電池的產(chǎn)熱理論，建立磷酸鐵鋰動(dòng)力電池三維熱模型，對(duì)比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證其有效性，再建立起磷酸鐵鋰電池散熱模塊耦合風(fēng)冷方式的熱模型，對(duì)其進(jìn)行溫度場(chǎng)分析。最后對(duì)

2、平板熱管增加翅片耦合風(fēng)冷模式進(jìn)行的數(shù)值仿真，分析其散熱效果。在實(shí)驗(yàn)方面，針對(duì)采用平板熱管技術(shù)（FHP）作為散熱方式的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，采用風(fēng)冷、鋁板冷卻、平板熱管冷卻三種冷卻方式進(jìn)行分析其散熱效果，最后對(duì)平板熱管耦合風(fēng)冷模組進(jìn)行分析，對(duì)比以上三種冷卻方式，評(píng)價(jià)其效果。主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　1、對(duì)10Ah的磷酸鐵鋰電池的不同位置和不同倍率進(jìn)行充放電的實(shí)驗(yàn)，分析單體電池在不同位置產(chǎn)熱的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)其在極耳位置放熱明顯比其他地

3、方產(chǎn)熱量要大，而且單體電池表面的溫差隨著放電倍率增加而增加，當(dāng)單體電池在5C放電時(shí)，其溫差達(dá)到了2.7℃。基于此，建立了磷酸鐵鋰電池?zé)崮Ｐ停瑢?duì)比實(shí)驗(yàn)和模擬，兩者最高溫度相差0.9℃，驗(yàn)證其有效性。
　　2、本文使用風(fēng)冷、鋁板冷卻、平板熱管冷卻方式對(duì)電池組進(jìn)行冷卻，分析三種冷卻效果對(duì)其影響，在5C放電下，盡管在風(fēng)冷最大風(fēng)速5m/s時(shí)其最高溫度達(dá)到了63℃，高于同工況下鋁板的59℃，而平板熱管只有54℃，降幅達(dá)到14.3％，遠(yuǎn)低于風(fēng)冷

4、模式。在均溫性方面，在5C放電下，平板熱管模式的溫差為3.5℃，風(fēng)冷風(fēng)速在5m/s時(shí)和鋁板冷卻分別為9.3℃、6.3℃，降幅達(dá)62.3%。設(shè)計(jì)了平板熱管/風(fēng)冷耦合模式，通過設(shè)置不同的風(fēng)速來對(duì)電池模組進(jìn)行冷卻，隨著放電倍率的增加，其散熱效果越明顯，在5C放電時(shí)，風(fēng)速達(dá)到5m/s時(shí)，其最高溫度為48.8℃，比平板熱管冷卻降低了5.2℃。在均溫性方面，不管是平板熱管還是平板熱管/風(fēng)冷模式，它們的溫差基本上沒有超過5℃。
　　3、對(duì)平板熱

5、管模組的散熱實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的三維模型的建立，在不同風(fēng)速下的溫度分布與實(shí)驗(yàn)相比，差距不大，5m/s時(shí)，模擬中電池組最高溫度為47.5℃，而實(shí)驗(yàn)中電池組最高溫度為48.8℃，在均溫性方面，模擬結(jié)束時(shí)，電池組在不同風(fēng)速下的溫差都保持在4-5℃之間，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致，這說明在大倍率放電下，即使在兩種冷卻方式耦合下，溫度依然會(huì)增加，但還是在可控范圍內(nèi)，對(duì)電池的性能影響不大。針對(duì)對(duì)于平板熱管/風(fēng)冷模型，建立起優(yōu)化平板熱管/風(fēng)冷模式的模型，在平板熱管冷凝段