基于复合相变材料和风冷的混合式锂离子动力电池热管理研究开题报告

 2021-12-10 05:12

1. 研究目的与意义(文献综述)

发展新能源汽车技术是世界各国应对能源危机和空气污染的重要举措,而新能源汽车性能依赖于其锂动力电池组,其温度高低和温度分布是否均匀对锂动力电池组性能影响很为重要,但当前新能源汽车电池组热管理系统尚不完善。2019年,特斯拉、比亚迪、吉利、蔚来、东风、威马等品牌的电动汽车均出现多起锂电池组热失控而引发的自燃事故,在汽车行业产生了不良影响,一定程度上阻碍了新能源汽车的大规模推广使用。

基于此现状,毕业论文中拟在前期研究的基础上对锂电池组热管理系统进行设计和优化。研究中拟采用相变材料的被动冷却方式和强制风冷的主动冷却方式相结合,实现更加简单、经济、高效的锂离子电池组温度管理。

拟通过石蜡和膨胀石墨制备相变材料来克服传统相变材料昂贵和难以大规模运用的缺点。拟分别研究强制风冷的风速、环境温度和不同的放电倍率对电池组散热的影响,提出一种复合相变材料与强制风冷相结合的热管理办法,为工程上锂离子电池组热管理系统优化设计提供一定的参考。拟通过建立锂电池产热的数学模型建立起电池放电倍率和工况温度等参数与电池表面温度的联系,为计算电池组产热量提供参考,为热管理系统的设计提供依据。拟通过cfd数值模拟对不同工况下相邻电池间的温度分布和电池内部的温度分布进行研究,为热管理系统的设计提供依据。

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2. 研究的基本内容与方案

研究旨在提升锂动力电池组的安全性能,基本研究内容包括:

(1)复合相变材料制作、性能研究和分析。

根据调研文献中的研究成果作为对比,设计不同配比的石蜡和膨胀石墨作为相变材料,开展其相变潜热和热导率等的研究分析,为数学模型的构建和数值模拟提供数据支撑。

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3. 研究计划与安排

1.2020年3月15日-2020年3月21日,完成电池组产热数学模型的建立;

2.2020年3月22日-2020年4月5日,通过文献调研等方式获取电池和材料的相关参数,完成电池组cfd软件调试修改和模拟;

3.2020年4月5日-2020年4月10日,设计返校后完整的实验方案;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 凌子夜. 基于膨胀石墨基复合相变材料的动力电池热管理系统性能研究[d]. 华南理工大学,2016:

[2] 洪文华. 相变材料在锂离子动力电池热管理中的应用研究[d]. 浙江大学, 2019:

[3] 杨勇. 18650锂离子电池产热模型及运用研究[d].重庆大学, 2018:

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