动力电池热管理技术——散热系统热流场分析

本书结合作者的部分研究成果，根据相关领域的国内外研究进展，围绕动力电池散热系统，分别介绍了动力电池散热系统的研究现状、散热系统设计理论、动力电池生热模型，并结合丰富实例，着重论述了有关被动式风冷散热系统、主动式风冷散热系统与主动式液冷散热系统热流场分析的重要结论。本书主要面向新能源汽车行业的从业人员，适合新能源汽车、动力电池、热管理等领域相关的研究人员和工程技术人员阅读和参考，也可作为高等院校能源与动力工程、电动汽车、电池等相关专业的教材或参考书。

目录

前言

第  1章  动力电池散热系统研究现状1

1.1  动力电池空气冷却式散热系统  2

1.1.1  空气冷却式散热系统工作原理  2

1.1.2  空气冷却式散热系统研究现状  4

1.2  动力电池系统液体冷却式散热系统  6

1.2.1  液体冷却式散热系统工作原理  6

1.2.2  液体冷却式散热系统研究现状  7

1.3  动力电池系统相变冷却式散热系统  9

1.3.1  相变冷却式散热系统工作原理  9

1.3.2  相变冷却式散热系统研究现状  13

1.4  本章小结  16

参考文献  17

第  2章  动力电池散热系统设计理论  21

2.1  散热系统设计要求  21

2.2  电池单体产热量计算  23

2.2.1  产热机理  23

2.2.2  热物性参数  23

2.2.3  产热模型  24

2.2.4  传热机理  25

2.3  散热系统设计  26

2.3.1  散热方式选择  26

2.3.2  系统匹配设计  28

2.3.3  仿真分析  53

2.3.4  实验验证  55

2.4  本章小结  58

参考文献  58

第  3章  动力电池充放电生热模型  60

3.1  电池单体生热模型介绍与国内外研究现状  60

3.1.1  电化学—热耦合模型  60

3.1.2  电—热耦合模型  61

3.1.3  热滥用模型  62

3.1.4  集中质量模型  64

3.1.5  一维模型  65

3.1.6  二维模型  65

3.1.7  三维模型  66

3.2  案例———锂离子电池充放电发热功率测定  68

3.2.1  锂离子电池的工作原理和充放电热分析  68

3.2.2  锂离子电池单体性能和热物性参数  69

3.2.3  锂离子电池单体生热模型搭建  71

3.2.4  锂离子电池单体充放电发热功率测定实验  72

3.2.5  电池单体发热功率测定及分析  73

3.2.6  电池单体发热功率实验测定值与仿真计算比对分析  78

3.3  本章小结  80

参考文献  80

第  4章  被动式风冷散热系统热流场分析  82

4.1  动力电池被动式进风散热系统建模  82

4.1.1  被动式进风数学模型建立  82

4.1.2  汽车和风洞物理模型建立  82

4.2  动力电池被动式进风散热系统热流场分析  84

4.2.1  不同出风口模式动力舱热流场分析  84

4.2.2  不同环境温度下动力舱热流场分析  92

4.2.3  不同充放电倍率动力舱热流场分析  97

4.2.4  不同电池组位置动力舱热流场分析  103

4.3  本章小结  105

参考文献  106

第  5章  主动式风冷散热系统热流场分析  108

5.1  动力电池主动式进风散热系统建模  108

5.1.1  主动式进风数学模型建立  108

5.1.2  动力电池包物理模型建立  109

5.2  动力电池主动式进风散热系统热流场分析  109

5.2.1  不同进风方向电池包热流场分析  109

5.2.2  不同进风模式电池包热流场分析  112

5.2.3  不同  SOC状态电池包热流场分析  117

5.2.4  不同充放电倍率电池包热流场分析  119

5.2.5  不同瞬态工况电池包热流场分析  122

5.2.6  主动式进风散热电池包热流场风道优化分析  128

5.3  本章小结  131

参考文献  131

第  6章  主动式液冷散热系统热流场分析  133

6.1  动力电池主动式液冷散热系统建模  133

6.1.1  主动式液冷系统数学模型建立  133

6.1.2  电池包和水冷板物理模型建立  133

6.2  动力电池主动式液冷散热系统热流场分析  133

6.2.1  不同水冷板流径电池包热流场分析  133

6.2.2  不同环境温度电池包热流场分析  137

6.2.3  不同进液流量电池包热流场分析  146

6.2.4  不同模组间隙电池包热流场分析  166

6.2.5  冷板流径优化  170

6.3  本章小结  171

参考文献  172