电动车动力锂电池散热仿真分析文献综述
2020-04-14 14:50:48
随着我国经济的发展, 汽车作为家庭生活的必需品已经进入了千家万户, 随着汽车数量的增多随之而来的就是能源消耗的增加以及导致的环境污染问题。而电动汽车由于其低碳、环保的优势越来越受到大家的青睐, 这也是解决目前汽车行业发展瓶颈必然要采取的技术。
如今的地球,早已经在人类的摧残下出现了很多的气候问题,尤其是温室效应带来的全球变暖。温室效应带来的严重后果有很多,海平面上升,极端天气增多等。而造成地球温室效应的主要原因是人类排放等二氧化碳超标,造成大气中二氧化碳含量过高。传统汽车动力来源是内燃机燃烧燃油产生的热能通过内燃机转化为机械能,而燃油燃烧会排放大量的废气,其中大部分便是温室气体二氧化碳。截至2018年,全球汽车保有量已突破10亿辆,所以能够解决汽车尾气问题就能让全球温室效应得到很大的改善。电动汽车使用电能,对于大气是零排放的,所以电动汽车是现今替代传统燃油车最好的选择,而作为电动汽车的动力来源,电池的重要性是可想而之。电池的工作条件比起内燃机会更加苛刻,温度过高或者过低都会影响电池的使用,所以进行电池的散热仿真分析可以明确电池发热特性,以此来作出针对性的改善。
1995年之前,纯电动汽车的电池散热管理领域的技术研发和专利申请处于起步阶段,那时候的电动汽车还算是一些个别企涉足,而后便逐步增长,2000年之后开始进入快速增长期。随着2009年国家开始提出减排计划之后,各车企和电动车电池制造企业对于电动汽车电池技术的研究便加快了步伐,加大了规模,当然电池散热技术的研究也开始进入飞速发展的阶段。如今,国六排放标准的即将推出,使得电动汽车的研发变得刻不容缓,各大车企纷纷向电动汽车技术的研发投入巨大的资本,电池散热技术也得以飞速发展。
现在主要采用的电池散热方式为:1.风冷散热方案,通过在电池组内部增加散热风扇与通风孔,增加电池内部的空气流动性,带走散发在空中的热量;而发热量较大的正负电极则采用导热硅胶片,通过硅胶片将热量传导到基板散热效果的金属外壳上。2.液冷散热方案,通过散热铝管与冷却液形成液冷散热系统,冷却液采用水与乙二醇混合物,其比例是各占50%,以S型迂回包裹整个电池组,在电子组之间增加导热硅胶片辅助热传递工作,硅胶片本身具备优秀的绝缘性能和压缩性能,能够对电池组与铝管起到很好的保护作用。3. 通过在电池之间增加导热管,再延伸到电池组外部通过散热器散热。导热管的热导系数比较高,能够更有效的导出电池组产生的热量。而此次研究的便是电池组热管导热性能的研究,通过仿真来模拟电池工作状况,以此来得出电动车动力电池热管散热的性能及特点。热管传热方面, 由于影响热管传热性能因素众多, 需要综合考虑热管内部结构设计及其在电池 组中的布置方式, 优化其在使用过程中的传热性能, 特别是针对平板类型热管的传热特性分析及优化设计研究, 是将来研究的重点之一。热管散热方面, 当前大部分系统设计侧重于降低电池组温升及温差, 较少考虑系统能耗与重量. 进一步的热管强化散热研究应聚焦于系统多目标优化, 综合系统热、电特性以及系统能耗和轻量化等指标, 提出热管理系统散热解决方案。采用热管的加热研究方面, 当前的研究大多处于测试并验证效果阶段, 进一步研究热管在不同使用环境下的换热特性, 特别是低温环境下的加热策略研究, 是将来研究的重点之一。随着电动汽车的发展, 动力电池技术和热管技术的不断进步, 热管在电池热管理中将得到更加广泛的应用。
通过此次论文的撰写,我能够对于电池散热技术有更深的了解,也对电池热仿真达到一定的基础,对于以后的工作学习将会有很大的帮助。尤其是电动车汽车将会是未来很长一段时间内人类汽车工业主要的研究方向,所以对我以后的工作将会是受益匪浅的。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}(1)基本内容:
a.电动汽车电池组散热技术研究。
b.电动汽车电池组简易3D模型的建模。
c.电动汽车电池组模型的热仿真。
d.基于热仿真结果进行分析比较并撰写论文。