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基于相变材料的电动汽车锂离子电池散热分析(任务书,开题报告,外文翻译,文献摘要,论文说明书20000字)

摘要

最近几年来，传统汽车的不断发展不单单给人类带来了福利，同时也带来了很多的麻烦。1方面，传统汽车会排放大量的废气及有害气体，对环境污染严重；另外一方面，由于传统汽车主要以柴油和汽油作为燃料，而石油、煤炭等都是不可再生资源，这些年的大量使用使很多资源已到了接近匮乏的地步。而我国在这些年来，汽车行业迅猛发展，汽车的保有量已高居世界第1，也已成了世界第2大石油消耗国。但是，中国的石油的产出量完全没法满足对石油的需求量，需要大量石油进口。同时，前些年国内雾霾天气严重，空气污染乃至已到了严重污染的地步，这其中很大1部份缘由就是汽油和柴油的过度消耗。

从某种意义上来讲，电动汽车的发展及普及可以改良现阶段环境污染问题和能源枯竭问题。但是由于电动汽车的技术还不够完善，在现阶段电动汽车还是存在很多问题，因此暂时还没法普及于汽车市场。比如，作为电动汽车的主要供能来源，电池在高温之下不但会致使寿命变短，电功率下降，严重情况下还会产生不小的安全隐患。本文就这1问题，将讨论电动汽车锂离子电池利用相变材料进行散热。

锂离子电池的工作原理大致为锂离子在电池正负极之间脱落和镶嵌，在这个进程中会产生热量，有几种不同的传热方式，可能会产生反应热、副反应热、焦耳热、极化热等多种不同热量，而本课题要做的研究便是限制锂离子电池产热过量。

根据热力学的几个基本定律和电池的基本产热理论，可以研究出锂离子电池的散热方法。

电动汽车锂离子电池的散热方式分为多种，包括风冷、水冷、相变材料散热等等，几种散热方式各有益弊。笔者在对照分析各种方式以后，决定选用相变材料作为电动汽车锂离子电池的散热介质，并以此讨论电动汽车锂离子电池的散热。

选定温度范围、初始条件和边界条件后，本文选用SolidWorks软件先对单体电池进行建模和网格分析，在对全部电池包进行建模，用SolidWorks的flowsimulation插件对锂离子电池包进行仿真并得出结果，以完成对锂离子电池的散热的要求。

关键词：电动汽车；锂离子电池；相变材料；电池散热

Abstract

Inrecentyears黑色素缺失性白斑和白癜风一样吗,thecontinuousdevelopmentoftraditionalcarshasnotonlybroughtbenefitstohumanbeings,butalsobroughtalotoftrouble.Ontheonehand,traditionalcarsemitalargeamountofexhaustgasandharmfulgases,whichareserioustotheenvironment;ontheotherhand,becausetraditionalcarsmainlyusedieselandgasolineasfuel,andoilandcoalarenon-renewableresources,theyareusedinlargequantitiesintheseyears.Alotofresourceshavereachedthepointofbeingclosetoscarcity.Inthepastfewyears,theautomobileindustryhasdevelopedrapidly,andthenumberofcarshasbeenrankedfirstintheworld.Ithasalsobecometheworld'ssecondlargestoilconsumer.However,China’soiloutputiscompletelyunabletomeetthedemandforoilandrequiresalargeamountofoilimports.Atthesametime,domesticsmogweatherwassevereinthepastfewyears,andairpollutionhasevenreachedthepointofseriouspollution.Alargepartofthisisduetoexcessiveconsumptionofgasolineanddiesel.

Inasense,thedevelopmentandpopularizationofelectricvehiclescanimproveenvironmentalpollutionproblemsandenergydepletionatthecurrentstage.However,becausethetechnologyofelectricvehiclesisstillnotperfect,therearestillmanyproblemsinelectricvehiclesatthisstage,soitisnotyetpopularintheautomobilemarket.Forexample,asthemainsourceofenergyforelectricvehicles,thebatterywillnotonlyleadtoshorterlife,butalsolowerelectricpower.Inseverecases,therewillbenosmallsafetyhazards.Inthispaper,wewilldiscusstheuseofphasechangematerialsforheatdissipationinelectricvehiclelithium-ionbatteries.

Theworkingprincipleoflithium-ionbatteryisroughlythatlithiumionisdetachedandinlaidbetweenthepositiveandnegativeelectrodesofthebattery.Inthisprocess,heatisgenerated.Thereareseveraldifferentheattransfermodes,whichmaygeneratereactionheat,sidereactionheat,andJouleheat.Avarietyofdifferentheats,suchaspolarizationheat,andtheresearchtobedoneinthistopicistolimittheexcessiveheatproductionoflithium-ionbatteries.

Accordingtoseveralbasiclawsofthermodynamicsandthebasicheatproductiontheoryofbatteries,theheatdissipationmethodoflithiumionbatteriescanbestudied.

Thecoolingmethodsoflithium-ionbatteriesforelectricvehiclesaredividedintovarioustypes,includingair-cooling,water-cooling,phase-changematerials,etc.Severalheatdissipationmethodshavetheirownadvantagesanddisadvantages.Aftercomparingandanalyzingvariousmethods,theauthordecidedtousephasechangematerialsastheheatdissipationmediumforlithium-ionbatteriesforelectricvehicles,anddiscussedtheheatdissipationoflithium-ionbatteriesforelectricvehicles.

Afterselectingthetemperaturerange,initialconditionsandboundaryconditions,thispaperselectstheSolidWorkssoftwaretomodelandanalyzethesinglecellfirst.Thewholebatterypackismodeled白癜风传染吗有什么危害,andthelithium-ionbatterypackisusedwiththeflowsimulationplug-inofSolidWorks.Thesimulationwasperformedandtheresultswereobtainedtocompletetheheatdissipationrequirementsforthelithiumionbattery中老年斑.

Keywords：electricvehicles；Li-ionbattery；phasechangematerial；batterycooling

目录

第1章绪论1

1.1研究背景1

1.2课题研究的目的、内容与意义2

1.2.1目的及内容2

1.2.2课题研究的意义3

1.3主要研究方法3

1.4国内外研究现状3

1.5本文的创新点4

1.6本章小结4

第2章电动汽车锂离子电池散热概述5

2.1纯电动汽车概述5

2.1.1纯电动汽车的定义5

2.1.2纯电动汽车国内外发展现状5

2.2动力电池的类型与要求5

2.3动力电池发展历程6

2.4电动汽车锂离子电池简介7

2.4.1锂离子电池构成7

2.4.2锂离子电池工作原理8

2.4.3锂离子电池结构8

2.4.4锂离子电池主要性能参数9

2.5锂离子电池温度特性10

2.6锂离子电池热失控的成因10

2.7锂离子电池热量太高的危害10

2.8锂离子电池散热的几种主要方式11

2.9锂离子电池热管理研究现状14

2.10锂离子电池热分析理论14

2.10.1传热的情势14

2.10.2电池产热理论16

2.10.3传热进程简介17

2.11本文选择的冷却方式17

2.12本章小结17

第3章锂离子电池模型建立18

3.1SolidWorks软件介绍18

3.2锂离子电池建模仿真18

3.2.1单体电池建模18

3.2.2初始条件设定18

3.2.3锂离子电池模型建立19

3.2.4流体子域设定22

3.2.5边界条件23

3.2.6全局网格设置24

3.2.7单体电池体积热源25

3.2.8目标25

3.3本章总结26

第4章相变材料散热的仿真结果27

4.1相变材料的选择及仿真准备27

4.2温度散布仿真28

4.3锂离子电池工作温度的散布图29

4.4本章小结32

第5章总结与展望33

5.1总结33

5.2展望34

第6章致谢35

第7章参考文献37