FSEC電動賽車動力電池熱管理系統(tǒng)研究.pdf

1、近幾年隨著全球范圍內(nèi)新能源汽車發(fā)展的新形勢，大學生純電動方程式汽車大賽（Formula Student ElectricChina，F(xiàn)SEC）逐漸在賽車運動中得到廣泛的推廣，尤其在高校中最為流行。純電動賽車因運動的極限性和極端惡劣的賽事工況，其動力電池系統(tǒng)極易出現(xiàn)過熱或散熱不良現(xiàn)象，而電池熱管理的研究與應用正好可有效的改善這一問題，提高賽車安全性和可靠性。而這之前，很少有結合FSEC的動態(tài)工況對電動賽車的電池系統(tǒng)進行深入的研究。因此本文

2、將以純電動賽車的鈷酸鋰動力電池系統(tǒng)為研究對象，結合FSEC動態(tài)賽況，通過設計合理的電池熱管理系統(tǒng)，確保電池始終工作于能量利用率最高的溫度范圍內(nèi)，從而提高賽車的安全性。
　　本文首先從電池的生熱機理研究入手，分析了電池生熱量的來源，并建立了三維電池熱模型和簡化的Bernardi生熱速率模型，采用理論估算手段獲取了電池等效熱物性參數(shù)。搭建了電池內(nèi)阻試驗平臺，通過試驗測試獲取了電池的等效內(nèi)阻數(shù)據(jù)，為后文的電池熱特性的分析奠定了基礎。

3、r>　　基于傳熱與散熱基本理論定性的分析了電池內(nèi)部生熱的換熱過程，利用ANSYS/thermal有限元熱分析軟件對電池單體在 FSEC動態(tài)工況下的溫度特性進行了仿真分析。自主設計了溫度采集系統(tǒng)，并搭建電池組溫度測試實驗臺用來監(jiān)測電池表面的溫度變化情況。對比分析仿真結果與試驗測試數(shù)據(jù)，結果表明溫度的變化過程吻合良好，最大誤差不超過8％，驗證了本文建立的電池熱模型以及熱參數(shù)的準確性和適應性。
　　以節(jié)能與輕量化為原則，對電動賽車動力電

4、池系統(tǒng)完成了容量需求與參數(shù)匹配的計算。根據(jù)熱力學理論確定了電池組在FSEC動態(tài)賽工況的散熱需求，并基于FSEC規(guī)則要求以及整車布置完成了電池箱散熱系統(tǒng)的初步設計。采用了正交試驗設計法以散熱風機位置、電池組排布等為主要影響因素，以降低電池箱內(nèi)最高溫度為前提，最大化降低溫差為目標優(yōu)化了電池散熱系統(tǒng)的結構，并建立了ANSYS/Icepak參數(shù)化的電池箱仿真模型，仿真結果表明本文的最大溫差減小了40%。
　　最后進行了實體的加工與制造并完