探究打孔动力电池热管式散热器数值模拟

论文导读：界条件、计算策略35-363.4模拟结果及讨论36-443.4.1网格独立性363.4.2参数定义363.4.3流场、速度场、温度场36-403.4.4换热情况、流动阻力情况数据浅析40-443.5翅片结构优化443.6小结44-464自然对流下平板、开缝、打孔翅片的换热特性浅析46-584.1物理模型及网格生成46-484.2制约方程、边界条件及计算策略48-494.3
摘要：现今电动汽车快速进展,动力电池作为电动汽车上最为重要的部件,提升其性能尤为值得探讨。电动汽车动力电池在充放电时会产生热量,导致电池温度升高,以及出现电池温度分布不均匀现象,严重影响电池利用性能。本论新性地把热管式散热器用于动力电池散热,对热管的冷凝段为空气强制对流、自然对流和液冷情况下分别进行Fluent数值模拟浅析。进行热管模拟时,采取切实可行的简化模拟策略,大大减少了计算量。本论文对动力电池热管式散热器的散热翅片在空气强制对流情况下进行了建模、模拟计算和初步设计,详细比较了不同形式翅片(平直翅片、打三角孔翅片和打方形孔翅片)的传热及流动特性。在空气自然对流情况下也进行了动力电池热管式散热器的建模、模拟计算和设计,详细比较了开横缝、开竖缝、打边长为4mm三角孔、打边长为8mm三角孔翅片的换热特性。探讨结果表明：打孔、开缝翅片的总换热量比平直翅片略低,但打孔、开缝翅片质量的减少量比总换热量的减少量大,故打孔、开缝翅片对节省材料、降低翅片重量来说是有利的。本论文还对动力电池热管式散热器在水冷情况下进行建模和计算,讨论水冷情况下电池散热情况。本论文的模拟结果表明,动力电池热管式散热器采取上面陈述的几种散热方式均能把动力锂离子电池温度制约在理想的范围内(工作温度20℃-40℃,电池间温差在0.5℃以下),说明这种新型的动力电池热管式散热器效果良好,具有实用价值。关键词：电动汽车论文数值模拟论文翅片论文打孔论文开缝论文热管换热器论文
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摘要5-6
Abstract6-7
目录7-10
符号说明10-11
1 绪论11-23

1.1 电动汽车及动力电池进展及近况11-13

1.1 电动汽车的进展及近况11-12

1.2 动力电池的进展及近况12-13

1.2 电动汽车的动力电池散热探讨近况13-19

1.2.1 动力电池散热的必要性13-15

1.2.2 车用动力电池组散热国内外探讨近况15-19

1.3 热管散热器19-21

1.3.1 热管原理及特性19-20

1.3.2 热管换热器的运用20-21

1.4 本论文探讨的主要内容21-23

2 动力电池热管式散热系统23-31

2.1 散热系统设计23-25

2.

1.1 系统结构设计23-25

2.

1.2 电池、翅片、热管的选用25

2.2 散热系统模拟历程25-26

2.3 物理模型及网格生成26-28

2.3.1 锂电池模型和物性参数26

2.3.2 热管模型26-27

2.3.3 电池、导热翅片、热管的整体模型27

2.3.4 网格生成27-28

2.4 制约方程、边界条件、计算策略28-29

2.4.1 制约方程28

2.4.2 边界条件28

2.4.3 计算策略28-29

2.5 模拟结果及浅析29-30

2.5.1 网格独立性29

2.5.2 模拟结果及讨论29-30

2.6 小结30-31

3 强制对流下平板、打孔翅片的换热特性浅析31-46

3.1 前言31-32

3.2 物理模型及网格生成32-34

3.

2.1 物理模型32-33

3.

2.2 网格生成33-34

3.3 制约方程、边界条件、计算策略34-36

3.1 制约方程34-35

3.2 边界条件、计算策略35-36

3.4 模拟结果及讨论36-44

3.4.1 网格独立性36

3.4.2 参数定义36

3.4.3 流场、速度场、温度场36-40

3.4.4 换热情况、流动阻力情况数据浅析40-44

3.5 翅片结构优化44

3.6 小结44-46

4 自然对流下平板、开缝、打孔翅片的换热特性浅析46-58

4.1 物理模型及网格生成46-48

4.2 制约方程、边界条件及计算策略48-49

4.3 模拟结果及讨论49-56

4.

3.1 模拟结果有效性浅析49-50

4.

3.2 换热情况讨论50-56

4.4 翅片结构优化56-57

4.5 小结57-58

5 动力电池热管式液冷散热58-61

5.1 液冷散热模型58-59

5.2 模拟结果浅析59-60

5.3 小结60-61

6 结论61-63
参考文献63-68
攻读硕士期间发表的论文68