电动汽车电池仓内温度场的数值模拟

摘要

环境和可持续发展已经成为整个世界关注的焦点,汽车作为能源消费大户及环境污染的重要源头之一,其发展也面临重要的挑战,传统的以有限的石油为基础的发展模式越来越不被人所接受,节能和环保成为汽车工业发展的新目标。
　　目前,电动汽车是解决人类环境污染问题的可行性途径之一。锂离子电池因其电压平台高、比能量高、比功率高、自放电率低、循环性能好、环境友好等优点被广泛应用在电动汽车上,但锂离子电池在使用过程中产生大量热量,热量积聚造成电池温差,这就大大降低了电池的使用寿命。为了保证电池的安全性,需要对电动汽车的电池包进行冷却,目前的冷却方式有风冷冷却、水冷冷却、热电冷却和空调冷却,从经济性和方便电池使用两方面来考虑,电动汽车采用空气冷却的方式更能行之有效的解决电动汽车电池的散热问题。
　　本文对两种送风方式做了比较,之后确定电池最佳的送风方式为并行通风,在并行通风的基础上对电池仓结构进行优化,并选择电池仓为楔形结构,采用FLUENT软件对电动汽车电池的温度场进行了模拟,确定电池仓壁和电池包间距为20mm时电池的冷却效果最好。以最高温度、最低温度、平均温度为指标用方差分析的方法对电池的模拟结果进行分析,得出结论:电池的送风温度对电池包温度场的影响更大。同时改变电池仓的送风速度和送风温度后对电池包的温度场进行分析比较,确定电动汽车运行时,车辆的运行速度为70km/h,电池的平均温度是30.04℃,此时电池包的送风温度若为28.5℃能保证电池在最佳条件下运行,当汽车的运行速度大于70km/h时,电池的送风温度应该在28.5℃以下才能保证电池在最佳条件下运行。
　　本课题作为应用基础研究,具有较强的针对性和实用性,为电动汽车电池的进一步发展提供理论依据,为电动汽车的进一步推广奠定基础。

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引言

1 绪论

1.1 汽车与环境

1.2 电动汽车的发展

1.3 电动汽车的分类及特点

1.4 国内外研究现状

1.5 论文的研究方法、研究意义、主要内容

2电动汽车用电池及其冷却方式概述

2.1几种常见的车载动力电池

2.2几种常见的动力电池的冷却方式概述

3电池仓温度场模拟及结果分析

3.1计算模型的建立

3.2计算工具

3.3电池仓的结构优化

3.4电池包温度场影响因素分析

结论

参考文献

在学研究成果

致谢