純電動汽車動力電池特性及應用研究

【摘要】：2011年是我國“十二五”計劃的第一年,在電動汽車方面,科技部已研究制定了電動汽車“十二五”科技發(fā)展專項規(guī)劃,已將動力電池的安全性、一致性、耐久性等特性作為重點突破口。 作為電動汽車特別是純電動汽車動力源的動力電池,其相應特性必須滿足電動汽車行駛、安全性能要求；電池熱管理系統(tǒng)的設計對電池溫度、電壓均衡,電池系統(tǒng)性能有重要影響,繼而影響動力電池的安全、一致和耐久性能。因此,開展純電動汽車動力電池特性及應用研究十分重要。 本文以YY5純電動樣車項目為支撐,以純電動汽車用動力電池為研究對象,運用實驗和計算機仿真相結合的方法提出滿足純電動汽車行駛性能、充電性能的動力電池技術要求。建立了動力電池箱體熱管理仿真模型,運用Fluent軟件對其進行了流場和溫度場的仿真計算,根據(jù)仿真結果評價了電池熱管理系統(tǒng)。本文的主要工作可以概括如下： (1)分析了當前國內(nèi)外電動汽車用動力電池特性(比容/能量、充放電倍率、充放電電壓、電流、溫升、效率等),并運用電池測試設備對動力電池放電倍率特性、溫度特性和充電倍率特性做了測試和分析。 (2)在靜態(tài)測試的基礎上,運用GT—SUITE軟件建立了YY5純電動汽車仿真模型,基于一種控制策略和運行工況,進行模型在環(huán)仿真,分析動力電池實際使用工況下SOC,續(xù)駛里程,動力電池電流、電壓及輸出功率曲線,并對動力電池輸出功率和電流數(shù)據(jù)進行了規(guī)整評價。 (3)根據(jù)電池熱管理系統(tǒng)化研究方法,分析了熱管理的研究對象,確定了設計目標,獲得了電池熱模型的導熱系數(shù),比熱容、對流系數(shù)等基本參數(shù),計算出了關于電流強度I的電池生熱速率方程,設計了電池熱管理系統(tǒng)的總體構架。 (4)對電池熱管理系統(tǒng)進行了仿真計算,結合仿真結果提出動力電池箱體、動力電池和電池熱管理在布置、設計方面的評價： 1.在外形設計上,動力電池箱體在冷卻空氣流動方向上不應該設計得過長,且避免出現(xiàn)較大轉角或直角的結構； 2.采用串行式通風方式冷卻在空氣流動方向上具有細長結構的電池箱體效果不理想,致使后排電池模塊散熱效果不好,電池單體溫度差異擴大； 3.受到散熱風扇的影響,導致冷卻空氣串流,同寬度的流道并不能保證冷卻空氣在電池單體間的流速相同； 4.薄片型動力電池給電池箱體的設計和布置帶來了困難,并導致轎車空間利用率不足。 【關鍵詞】：純電動汽車 動力電池特性 電池系統(tǒng)散熱分析 CFD仿真計算
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 電動汽車發(fā)展歷史和現(xiàn)狀11-12
• 1.2 各國在電動汽車方面的政策12-14
• 1.2.1 美國政策12-13
• 1.2.2 歐盟政策13
• 1.2.3 日本政策13-14
• 1.2.4 我國在電動汽車方面的政策14
• 1.3 純電動汽車14-16
• 1.3.1 純電動汽車的主要特點15
• 1.3.2 純電動汽車的核心技術15-16
• 1.4 幾種常見的車載動力電池16-19
• 1.4.1 鉛酸電池17-18
• 1.4.2 鎳金屬電池18
• 1.4.3 鋰離子電池18-19
• 1.5 車載動力電池的應用19-21
• 1.5.1 動力電池性能的應用19-20
• 1.5.2 動力電池熱管理20-21
• 1.6 本文的主要研究內(nèi)容21-23
• 第二章 鋰離子動力電池特性研究及評價23-34
• 2.1 常用的車載動力電池性能指標23-26
• 2.1.1 電池容量23
• 2.1.2 電池充/放電倍率23-24
• 2.1.3 電池荷電狀態(tài)(SOC)24
• 2.1.4 充/放電截止電壓24-25
• 2.1.5 電池能量/功率密度25
• 2.1.6 電池的循環(huán)壽命25-26
• 2.2 動力電池特性測試及分析26-33
• 2.2.1 動力電池放電倍率與其特性的關系26-28
• 2.2.2 動力電池溫度與其特性的關系28-31
• 2.2.3 動力電池充電電流與其特性的關系31-33
• 2.3 本章小結33-34
• 第三章 動力電池動態(tài)性能測試研究及評價34-52
• 3.1 電動汽車動態(tài)工況測試循環(huán)研究34-40
• 3.1.1 美國電動汽車動態(tài)工況測試循環(huán)34-36
• 3.1.2 日本電動汽車動態(tài)工況測試循環(huán)36-38
• 3.1.3 歐洲電動汽車動態(tài)工況測試循環(huán)38-40
• 3.2 GT-SUITE軟件基礎介紹40-43
• 3.3 純電動汽車仿真模型的建立43-51
• 3.3.1 建立純電動汽車仿真模型43-45
• 3.3.2 純電動汽車模型參數(shù)的設定45-48
• 3.3.3 純電動汽車仿真結果及分析48-51
• 3.4 本章小結51-52
• 第四章 動力電池熱管理的基礎理論及研究方法52-66
• 4.1 確定研究對象和電池熱管理系統(tǒng)的設計目標52-55
• 4.1.1 研究對象52-54
• 4.1.2 電池熱管理系統(tǒng)的設計目標54-55
• 4.2 確定電池模型的基本參數(shù)55-59
• 4.2.1 導熱55-57
• 4.2.2 對流57
• 4.2.3 比熱容和電池生熱速率57-59
• 4.3 電池熱管理系統(tǒng)的總體構架設計59-63
• 4.3.1 傳熱介質的選擇59-61
• 4.3.2 電池箱體結構設計61-63
• 4.4 動力電池熱管理研究方法介紹63-65
• 4.4.1 研究流體運動與傳熱的方法63
• 4.4.2 Fluent軟件基礎介紹63-65
• 4.5 本章小結65-66
• 第五章 電池熱管理系統(tǒng)仿真分析66-79
• 5.1 電池系統(tǒng)幾何模型的建立及網(wǎng)格劃分66-68
• 5.1.1 電池系統(tǒng)幾何模型的建立66-67
• 5.1.2 電池系統(tǒng)網(wǎng)格的劃分和邊界條件類型67-68
• 5.2 選擇計算模型68-70
• 5.2.1 流體區(qū)域的空氣和電池模型68-69
• 5.2.2 湍流模型的選擇69-70
• 5.3 材料屬性和邊界條件的設置70-72
• 5.4 仿真結果及分析72-78
• 5.4.1 速度場結果及分析73-75
• 5.4.2 溫度場結果及分析75-77
• 5.4.3 電池熱管理系統(tǒng)仿真結果的評價77-78
• 5.5 本章小結78-79
• 第六章 結論與展望79-81
• 6.1 全文總結79-80
• 6.2 工作展望80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻82-86
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文86

您可以在本站搜索以下學術論文文獻來了解更多相關內(nèi)容

我國電動汽車推廣策略研究    胡程;

小型純電動汽車動力電池箱體設計    李東鋒;金利芳;

基于高速機械手的圓形動力電池分選成套設備開發(fā)    張振宇

純電動汽車鋰離子動力電池組熱特性分析及仿真研究    辛乃龍

混聯(lián)式PHEV動力系統(tǒng)參數(shù)匹配與能量管理策略研究    劉少華

微小平板型環(huán)路熱管在電動汽車電池散熱中的應用基礎研究    張維

錳酸鋰動力蓄電池散熱影響因素分析    林成濤;李騰;陳全世;

鋰離子動力電池特性研究    王震坡,孫逢春

電動汽車動力電池動態(tài)測試工況研究    孫逢春;孟祥峰;林程;王震坡;

相變儲能材料在電池熱管理系統(tǒng)中的應用研究進展    張國慶;張海燕;

鋰離子電池組合前后的特性研究    張華輝;齊鉑金;袁學慶;鄭敏信;

鋰離子電池循環(huán)壽命快速衰減的原因    吳赟;蔣新華;解晶瑩;

電動汽車用鋰離子動力電池的壽命試驗    林成濤;李騰;田光宇;陳全世;

鋰離子蓄電池高倍率放電研究    胡廣俠,解晶瑩,李春香,高陽

混合動力電動車用電源熱管理的技術現(xiàn)狀    齊曉霞,王文,邵力清

鋰離子電池高倍率放電性能研究    唐致遠;譚才淵;陳玉紅;崔燕;薛建軍;

鋰離子電池組管理系統(tǒng)研究    蔣新華

鋰離子電池充放電過程的研究    胡廣俠

電動汽車行業(yè)發(fā)展環(huán)境分析    程魁玉

電池SOC估算策略研究    李貴海

電動轎車總體設計與性能仿真研究    王澤平

鋰離子電池大電流放電影響因素的研究    覃宇夏

鋰離子電池一致性研究    單毅

混合動力客車電池包散熱系統(tǒng)研究    許超

地下建筑熱工環(huán)境的數(shù)值分析研究    趙敬源;邱永亮;

厚板坯連鑄結晶器流場數(shù)值模擬    郭大勇;關勇;賈洪明;張曉光;齊兵;

連鑄坯凝固過程中傳輸現(xiàn)象基礎知識系列講座 第十三講 連鑄結晶器中鋼液流動的研究    張富強,王久彬

電動汽車充電站信息管理系統(tǒng)的研究    孟強;

布里茲曼法碲鎘汞（Hg_（1－x）Cd_xTe）晶體生長過程熱場的數(shù)值分析    王培林，魏科，周士仁

不可壓縮流體三維流動的數(shù)值計算    王書義;

履帶車輛行進間射擊的隨機響應研究    李劍峰;王劍;李振平;孫琳;

多軸越野車輛驅動力分配的優(yōu)化研究    袁藝;呂建國;張金輝;肖雪蓮;

車輛燃料消耗量計算方法研究    石則強;紀常偉;王偉;靖蘇銅;

特種越野車車架強度及模態(tài)分析與結構優(yōu)化    朱昌發(fā);楊森;錢立軍;

電動汽車動力電池配組工藝研究進展    馬軍;李愛魁;杜濤;劉飛;

控制爆胎車方向的駕駛方法及其原理    巢凱年;

三種側送風方式下室內(nèi)氣流組織的數(shù)值模擬與分析    高峰;李玉海;

并聯(lián)式混合動力汽車控制策略及遺傳算法優(yōu)化研究    劉涵;高俊濤;

基于智能微網(wǎng)的電動汽車自適應充放電技術    崔玉峰;張林山;楊晴;王駿;

基于智能微網(wǎng)的電動汽車自適應充放電技術    崔玉峰;張林山;楊晴;王駿;

電動汽車用永磁同步電機鐵耗分析    徐福增;沈啟平;韓雪巖;唐任遠;

鉛酸動力電池市場前景分析    桂長清;

某輕型卡車制動穩(wěn)定性分析    周毅;

某輕卡車型平順性分析    張曦;周毅;李艷斌;

有壁面質量注入通道流體動力學典型問題分析    王革

近地/海運動過程中的空氣動力學分析    顧璇

甘肅河西大麥麥芽干燥控制系統(tǒng)研究    高曉陽

基于混合系統(tǒng)理論的混合動力客車控制策略和參數(shù)優(yōu)化研究    尹安東

HEV鋰離子電池組管理關鍵技術研究    吳鐵洲

重載組合列車牽引及制動系統(tǒng)的試驗與仿真研究    張波

磁浮電源與懸浮控制系統(tǒng)的耦合作用研究    張鼎

1100kV GIS中SF6斷路器關鍵技術研究    韓書謨

太陽能電動車關鍵技術研究    李春芳

電動輪汽車制動集成控制策略與復合ABS控制研究    王吉

局部通風掘進工作面換熱系數(shù)計算方法研究    張艷利

鋰離子電池組智能管理系統(tǒng)研究    趙慶川

噴水推進泵流場數(shù)值模擬分析    舒春英

油井中磨料射流割縫固液兩相流場的數(shù)值模擬    路暢

純電動車電池組管理系統(tǒng)的研究    莊益詩

基于多點頻譜法的動力電池一致性研究    劉英男

鋰離子電池劣化程度與阻抗模型相關性研究    徐睿

鋁合金異形件壓鑄成形工藝的數(shù)值模擬分析    吳菲

現(xiàn)代電動汽車電源系統(tǒng)研究    程燈亮

純電動汽車電池管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)    吳建平

電動汽車用動力鋰離子二次電池系統(tǒng)性能的研究    安富強;其魯;王劍;張鼎;晨暉;毛永志;劉正耀;

電動汽車動力電池的熱效應模型    楊凱;李大賀;陳實;吳鋒;

電動汽車電池包散熱加熱設計    車杜蘭;周榮;喬維高;

西門子SIMOTION D在高速紙箱包裝機上的應用    王禮;賀剛;朱良波;韓強;林奕;

電動汽車的關鍵技術及發(fā)展前景    王立穎;

相變儲能材料在電池熱管理系統(tǒng)中的應用研究進展    張國慶;張海燕;

MH/Ni動力電池的分選及性能    陳暉,吳伯榮,朱磊,簡旭宇,杜軍,蔣利軍,劉明義

鋰離子電池組合前后的特性研究    張華輝;齊鉑金;袁學慶;鄭敏信;

鋰離子電池性能研究    戴燕珊,冼巧妍,黃振茂

環(huán)路熱管技術的研究熱點和發(fā)展趨勢    曲燕;

環(huán)路熱管多孔結構的毛細抽吸性能及其制備與優(yōu)化    李金旺

高速輕型并聯(lián)機械手關鍵技術及樣機建造    李占賢

環(huán)路熱管主芯中多過程耦合傳熱現(xiàn)象的理論模型和數(shù)值研究    任川

鋰離子電池組管理系統(tǒng)研究    蔣新華

小型平板環(huán)路熱管的實驗研究與系統(tǒng)仿真    蓋東興

車用并聯(lián)混合動力系統(tǒng)瞬態(tài)過程控制技術研究    杜常清

基于瞬時優(yōu)化的混合動力汽車控制策略研究    朱慶林

前后雙離合器式并聯(lián)混合動力城市公交車控制策略研究    黃援軍

混合動力汽車控制系統(tǒng)與能量管理策略研究    李衛(wèi)民

混合動力汽車動力總成參數(shù)匹配方法與控制策略的研究    鄭維

插電式電動汽車的控制策略研究與仿真分析    王帥鋒

純電動汽車鋰電池組溫度場研究及散熱結構優(yōu)化    林國發(fā)

混合動力車用鎳氫電池組散熱系統(tǒng)CFD仿真與結構設計    馬兆強

鋰離子電池低溫性能研究    付慶茂

高速輕型并聯(lián)機械手控制方法研究    張祥

電動汽車行業(yè)發(fā)展環(huán)境分析    程魁玉

液態(tài)軟包裝鋰離子電池工藝與隔膜的研究    袁春剛

平板式環(huán)路熱管實驗研究    周海迎

基于多個Diamond機械手的電池分選系統(tǒng)研究與開發(fā)    陳恒軍

混合動力車用鎳氫電池散熱系統(tǒng)研究    樓英鶯

純電動汽車電池箱熱特性研究及熱管理系統(tǒng)開發(fā)    沈帥

電動汽車電池組連接可靠性及不一致性研究    王震坡,孫逢春

車用鋰離子電池充放電性能及應用研究    魏躍遠,林逸,林程,王震坡,何洪文

電動汽車續(xù)駛里程能量計算和影響因素分析    徐貴寶,王震坡,張承寧

正極材料LiFePO_4的電化學性能的改進    胡環(huán)宇,仇衛(wèi)華,李發(fā)喜,趙海雷,王碧燕

電動汽車續(xù)駛里程及其影響因素的研究    陳勇,孫逢春

鋰離子動力電池充放電特性的試驗研究    何洪文,孫逢春,張晨光,白文杰

電動汽車能耗分配及影響因素分析    王震坡,孫逢春

純電動汽車能耗經(jīng)濟性評價體系初步探討    王震坡,姚利民,孫逢春

電動汽車電池管理系統(tǒng)和剩余容量計研究    孫逢春，張承寧，郭海濤

基于水平鉛布電池的模塊化電池管理系統(tǒng)的設計和研究    石慶升,張承慧

電動汽車建模與仿真的研究    張翔

鋰離子電池安全性研究及影響因素分析    黃海江

電動汽車能量和傳動系統(tǒng)性能仿真研究    楊祖元

純電動汽車整車能量建模與仿真分析    劉清虎

混合動力電動公交車動力系統(tǒng)的研制    曹正策

中國轎車特約服務行業(yè)分析    劉濤

儲氫合金測試系統(tǒng)及鎳氫電池管理系統(tǒng)的設計    陳金舟

電動汽車前向仿真研究    陳飚

電動汽車蓄電池性能仿真與試驗    劉磊

純電動汽車電機驅動系統(tǒng)控制策略研究    李斌花

18650鋰離子電池大電流放電性能的研究    熊英

雷博純電動汽車成為上海公交新秀    

電動汽車離我們有多遠    田子;

電動汽車:一場農(nóng)村包圍城市的綠色盛宴?    王波;

電動汽車復仇記    金科;

比亞迪放飛電動汽車夢想    肖蘭;

電動汽車產(chǎn)業(yè)化:在求索中前行    師曉霞;

突破產(chǎn)業(yè)桎梏——論電動汽車標準化    李喜超;

益茂——中國電動汽車產(chǎn)業(yè)“領跑者”    王文軍;

游過方知水深淺,走過才懂路艱險——在希望與困境中穿梭的中國電動汽車    朝陽;

中大青山純電動汽車突破續(xù)航500公里大關    路智軍;

細分市場純電動汽車研發(fā)與推廣    徐占林;

純電動汽車泊車雷達系統(tǒng)設計    胡杰強;王智晶;

純電動汽車研究與開發(fā)    李年根;

純電動汽車泊車雷達系統(tǒng)設計    胡杰強;王智晶;

純電動汽車驅動電機動力參數(shù)選型淺探    徐戰(zhàn)林;李博;

鋅-空氣動力電池在純電動汽車上的應用前景    徐舟;唐有根;唐廣笛;

純電動汽車自動同步換擋系統(tǒng)設計    張進;沈安文;

基于STM32純電動汽車電驅控制研究    胡偉明;

純電動汽車用動力電池電解液的研究進展    王健;廖紅英;李冰川;楊光;王磊;孟蓉;

重慶公交發(fā)展純電動汽車的一次嘗試    廖濤;

走出純電動汽車的技術誤區(qū)    王海蘊

國內(nèi)首款純電動汽車上市    應子

康迪純電動汽車快速“駛”向美國    記者 吉明亮　李根榮

金華汽車產(chǎn)業(yè)瞄準新增長點純電動汽車發(fā)展前景很誘人    首席記者 徐朝暉　通訊員 方意軍

小型純電動汽車“十二五”將獲大力扶持    本報記者 于丹

純電動汽車急需“國標”    本報記者 楊秦

純電動汽車關鍵技術在我市取得重大突破    記者 孫鵬

純電動汽車 前景看好瓶頸待破    本報記者 薛秀泓

應著力發(fā)展純電動汽車    媒體評論員 陳健敏

自主研發(fā)的陸地方舟純電動汽車上路    本報記者 王梓函

純電動汽車驅動與制動能量回收控制策略研究    汪貴平

純電動汽車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配及整車控制策略研究    周飛鯤

純電動汽車動力總成系統(tǒng)匹配技術研究    黃萬友

基于兩檔雙離合器自動變速器的純電動汽車驅動與換檔控制技術研究    宋勇道

基于純電動轎車的兩檔雙離合器式自動變速器控制技術研究    陸中華

純電動汽車電液復合再生制動研究    劉志強

純電動汽車能量管理關鍵技術問題的研究    石慶升

純電動汽車電動助力轉向系統(tǒng)機理研究與設計    曾群

純電動轎車動力總成控制系統(tǒng)的研究    張毅

中國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展動力系統(tǒng)研究    付翔

純電動汽車控制器設計與開發(fā)    魯盼

純電動汽車驅動控制系統(tǒng)研究    史駿

我國純電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展：前景展望及策略選擇    張明

北京純電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈構建研究    劉燕玲

小型純電動汽車購買意愿影響因素研究    吳勝男

基于消費者視角的純電動汽車購買決策影響因素及市場化研究    李美霞

純電動汽車高壓電安全管理系統(tǒng)研究與設計    宋炳雨

純電動汽車驅動特性分析與控制    任亞輝

雙能量源純電動汽車驅動與再生制動控制策略研究    張亞軍

純電動汽車整車性能建模與仿真    姚海峰