FSEC電動(dòng)賽車(chē)動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)研究.pdf

1、近幾年隨著全球范圍內(nèi)新能源汽車(chē)發(fā)展的新形勢(shì)，大學(xué)生純電動(dòng)方程式汽車(chē)大賽（Formula Student ElectricChina，F(xiàn)SEC）逐漸在賽車(chē)運(yùn)動(dòng)中得到廣泛的推廣，尤其在高校中最為流行。純電動(dòng)賽車(chē)因運(yùn)動(dòng)的極限性和極端惡劣的賽事工況，其動(dòng)力電池系統(tǒng)極易出現(xiàn)過(guò)熱或散熱不良現(xiàn)象，而電池?zé)峁芾淼难芯颗c應(yīng)用正好可有效的改善這一問(wèn)題，提高賽車(chē)安全性和可靠性。而這之前，很少有結(jié)合FSEC的動(dòng)態(tài)工況對(duì)電動(dòng)賽車(chē)的電池系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究。因此本文

2、將以純電動(dòng)賽車(chē)的鈷酸鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)為研究對(duì)象，結(jié)合FSEC動(dòng)態(tài)賽況，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的電池?zé)峁芾硐到y(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(chē)的安全性。
　　本文首先從電池的生熱機(jī)理研究入手，分析了電池生熱量的來(lái)源，并建立了三維電池?zé)崮Ｐ秃秃?jiǎn)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(yàn)平臺(tái)，通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試獲取了電池的等效內(nèi)阻數(shù)據(jù)，為后文的電池?zé)崽匦缘姆治龅於嘶A(chǔ)。

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(guò)程，利用ANSYS/thermal有限元熱分析軟件對(duì)電池單體在 FSEC動(dòng)態(tài)工況下的溫度特性進(jìn)行了仿真分析。自主設(shè)計(jì)了溫度采集系統(tǒng)，并搭建電池組溫度測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)用來(lái)監(jiān)測(cè)電池表面的溫度變化情況。對(duì)比分析仿真結(jié)果與試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)，結(jié)果表明溫度的變化過(guò)程吻合良好，最大誤差不超過(guò)8％，驗(yàn)證了本文建立的電池?zé)崮Ｐ鸵约盁釁?shù)的準(zhǔn)確性和適應(yīng)性。
　　以節(jié)能與輕量化為原則，對(duì)電動(dòng)賽車(chē)動(dòng)力電

4、池系統(tǒng)完成了容量需求與參數(shù)匹配的計(jì)算。根據(jù)熱力學(xué)理論確定了電池組在FSEC動(dòng)態(tài)賽工況的散熱需求，并基于FSEC規(guī)則要求以及整車(chē)布置完成了電池箱散熱系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)。采用了正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法以散熱風(fēng)機(jī)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(biāo)優(yōu)化了電池散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并建立了ANSYS/Icepak參數(shù)化的電池箱仿真模型，仿真結(jié)果表明本文的最大溫差減小了40%。
　　最后進(jìn)行了實(shí)體的加工與制造并完