本文主要研究内容
作者郑延莉（2019）在《电动微耕机电池组温度场研究与风冷散热仿真分析》一文中研究指出：我国丘陵山地面积占全国耕地面积的2/3以上,现阶段地块狭小且分散,不能满足大中型机械进行田间作业和转移的条件,微耕机成为丘陵山区不可缺少的农业机械。蓄电池电动微耕机体积小、重量轻、好操作、振动小而且没有废气污染,在茶园和温室大棚等对环境要求较高的农业作业中优势明显,蓄电池电动微耕机使用电池组提供动力,对其电池组进行热管理对保证其安全性、使用寿命和充放电效率非常重要,尤其面向于南方丘陵山区、耕深较大且需要在夏天工作的蓄电池电动微耕机生热更加严重,若不及时进行散热,不仅会使电动微耕机电池组遭到破坏,还存在着热失控、爆炸等安全隐患,因此对电动微耕机电池组进行散热对增加电动微耕机电池组使用寿命,保证使用者人身财产安全具有重要意义。本文针对已研制出的面向于西南丘陵山区且耕深大于10cm的蓄电池电动微耕机的锂离子电池组,使用理论分析、ANSYS Workbench瞬态热仿真、CFD仿真和实验验证相结合的方法,研究了该锂离子电池组的生热情况,提出了一种主动式风冷散热方案并对其进行了仿真分析,主要工作及结论如下:(1)对单体电池的内阻特性进行了实验测试,得到电池在不同环境温度及不同SOC时的内阻数据,根据实验获取的电池内阻数据计算出电池的热物性参数及生热速率,并在ANSYS Workbench中建立了锂离子单体电池瞬态生热模型,模拟了自然散热时电池在不同放电倍率、不同环境温度下表面温度的变化情况。利用实验分析了单体电池的温升特性,得到锂离子单体电池在不同条件下进行放电时电池表面中心位置处的温度变化,将仿真数据和实验测试数据进行对比得到最大误差为3.3%,表明所建立的单体电池生热模型具有较高的准确性,为电池组生热模型的建立奠定了基础。(2)基于单体电池生热模型建立了电池组的生热模型,在25℃环境温度下使用1C电流放电后测得电池的表面温度为36.613℃,实验得到电池的温度为35.7℃,电池组仿真数据与实验数据对比误差为2.5%,该电池组生热模型能够较好地对电动微耕机电池组的生热情况进行模拟。对电池组在不同放电倍率和不同环境温度下的温升情况进行了分析,电池组以2C电流放电结束后最高温度已达到46.805℃,以1C、2C、3C电流放电结束后电池组温差为5.101℃、8.27℃和11.508℃,最高温度和温度一致性不能满足要求;在0℃、10℃、25℃和40℃环境下以1C电流进行放电时电池组温差分别为9.634℃、7.006℃、5.111℃和4.642℃,随着环境温度的增大而减小。(3)通过田间试验得到了电池组在实际工况下的电流数据,并将该电流数据应用到电池组生热模型,得到电池组在35℃环境下使用实际工作电流进行放电时最高温度为56.805℃,最低温度为48.535℃,不在电池组最佳工作温度范围20℃~40℃范围内,电池组温差为8.27℃大于5℃,温度一致性较差。(4)利用Fluent软件对提出的主动式风冷散热方案进行了瞬态仿真,对入口风速、电池排列方式、电池间距和出入风口相对位置对散热效果的影响进行了研究,结果表明风速为1~2m/s时,随着风速的增大电池组的最高温度和最低温度及温差的变化幅度逐渐减小,温差的降低幅度逐渐增大;当风速为1.5m/s,电池间距为3mm、5mm和7mm时电池的温差为6.836℃、6.002℃和4.081℃,当风速为2m/s,电池间距为3mm、5mm和7mm时,温差分别为5.989℃、5.232℃和3.465℃,增加电池间距对电池组温差有很好的改善作用,低风速时增加电池间距温差降低的幅度大于高风速时增加电池间距温差降低的幅度;在较大电池间距时,增加风速对电池组温差变化的影响小于小间距时风速对电池温差变化的影响;增大电池间距一方面使入风口处风压逐渐减小,节省了风扇所需的电量,但另一方面会使得电池组体积变大,所以应合理设置;当风速在1~2m/s,电池间距在5~7mm之间变化时,电池间距的变化比风速的变化对电池组温度一致性的影响大;入口风速和电池间距对散热效果的影响显著,交错排列和出入风口相对位置对散热效果的影响不明显。(5)根据分析得到电池间距和入口风速为影响电池散热效果的显著因素,设计二元二次回归正交组合设计试验对这两个因素和温差之间的关系进行了试验研究,得到了温差关于电池间距和入口风速的回归方程,利用该回归方程得到了电池组最高温度和温差均满足条件时电池间距和入口风速的取值区间,同时也为电池组的散热优化提供了方法基础。
Abstract
wo guo qiu ling shan de mian ji zhan quan guo geng de mian ji de 2/3yi shang ,xian jie duan de kuai xia xiao ju fen san ,bu neng man zu da zhong xing ji xie jin hang tian jian zuo ye he zhuai yi de tiao jian ,wei geng ji cheng wei qiu ling shan ou bu ke que shao de nong ye ji xie 。xu dian chi dian dong wei geng ji ti ji xiao 、chong liang qing 、hao cao zuo 、zhen dong xiao er ju mei you fei qi wu ran ,zai cha yuan he wen shi da peng deng dui huan jing yao qiu jiao gao de nong ye zuo ye zhong you shi ming xian ,xu dian chi dian dong wei geng ji shi yong dian chi zu di gong dong li ,dui ji dian chi zu jin hang re guan li dui bao zheng ji an quan xing 、shi yong shou ming he chong fang dian xiao lv fei chang chong yao ,you ji mian xiang yu na fang qiu ling shan ou 、geng shen jiao da ju xu yao zai xia tian gong zuo de xu dian chi dian dong wei geng ji sheng re geng jia yan chong ,re bu ji shi jin hang san re ,bu jin hui shi dian dong wei geng ji dian chi zu zao dao po huai ,hai cun zai zhao re shi kong 、bao zha deng an quan yin huan ,yin ci dui dian dong wei geng ji dian chi zu jin hang san re dui zeng jia dian dong wei geng ji dian chi zu shi yong shou ming ,bao zheng shi yong zhe ren shen cai chan an quan ju you chong yao yi yi 。ben wen zhen dui yi yan zhi chu de mian xiang yu xi na qiu ling shan ou ju geng shen da yu 10cmde xu dian chi dian dong wei geng ji de li li zi dian chi zu ,shi yong li lun fen xi 、ANSYS Workbenchshun tai re fang zhen 、CFDfang zhen he shi yan yan zheng xiang jie ge de fang fa ,yan jiu le gai li li zi dian chi zu de sheng re qing kuang ,di chu le yi chong zhu dong shi feng leng san re fang an bing dui ji jin hang le fang zhen fen xi ,zhu yao gong zuo ji jie lun ru xia :(1)dui chan ti dian chi de nei zu te xing jin hang le shi yan ce shi ,de dao dian chi zai bu tong huan jing wen du ji bu tong SOCshi de nei zu shu ju ,gen ju shi yan huo qu de dian chi nei zu shu ju ji suan chu dian chi de re wu xing can shu ji sheng re su lv ,bing zai ANSYS Workbenchzhong jian li le li li zi chan ti dian chi shun tai sheng re mo xing ,mo ni le zi ran san re shi dian chi zai bu tong fang dian bei lv 、bu tong huan jing wen du xia biao mian wen du de bian hua qing kuang 。li yong shi yan fen xi le chan ti dian chi de wen sheng te xing ,de dao li li zi chan ti dian chi zai bu tong tiao jian xia jin hang fang dian shi dian chi biao mian zhong xin wei zhi chu de wen du bian hua ,jiang fang zhen shu ju he shi yan ce shi shu ju jin hang dui bi de dao zui da wu cha wei 3.3%,biao ming suo jian li de chan ti dian chi sheng re mo xing ju you jiao gao de zhun que xing ,wei dian chi zu sheng re mo xing de jian li dian ding le ji chu 。(2)ji yu chan ti dian chi sheng re mo xing jian li le dian chi zu de sheng re mo xing ,zai 25℃huan jing wen du xia shi yong 1Cdian liu fang dian hou ce de dian chi de biao mian wen du wei 36.613℃,shi yan de dao dian chi de wen du wei 35.7℃,dian chi zu fang zhen shu ju yu shi yan shu ju dui bi wu cha wei 2.5%,gai dian chi zu sheng re mo xing neng gou jiao hao de dui dian dong wei geng ji dian chi zu de sheng re qing kuang jin hang mo ni 。dui dian chi zu zai bu tong fang dian bei lv he bu tong huan jing wen du xia de wen sheng qing kuang jin hang le fen xi ,dian chi zu yi 2Cdian liu fang dian jie shu hou zui gao wen du yi da dao 46.805℃,yi 1C、2C、3Cdian liu fang dian jie shu hou dian chi zu wen cha wei 5.101℃、8.27℃he 11.508℃,zui gao wen du he wen du yi zhi xing bu neng man zu yao qiu ;zai 0℃、10℃、25℃he 40℃huan jing xia yi 1Cdian liu jin hang fang dian shi dian chi zu wen cha fen bie wei 9.634℃、7.006℃、5.111℃he 4.642℃,sui zhao huan jing wen du de zeng da er jian xiao 。(3)tong guo tian jian shi yan de dao le dian chi zu zai shi ji gong kuang xia de dian liu shu ju ,bing jiang gai dian liu shu ju ying yong dao dian chi zu sheng re mo xing ,de dao dian chi zu zai 35℃huan jing xia shi yong shi ji gong zuo dian liu jin hang fang dian shi zui gao wen du wei 56.805℃,zui di wen du wei 48.535℃,bu zai dian chi zu zui jia gong zuo wen du fan wei 20℃~40℃fan wei nei ,dian chi zu wen cha wei 8.27℃da yu 5℃,wen du yi zhi xing jiao cha 。(4)li yong Fluentruan jian dui di chu de zhu dong shi feng leng san re fang an jin hang le shun tai fang zhen ,dui ru kou feng su 、dian chi pai lie fang shi 、dian chi jian ju he chu ru feng kou xiang dui wei zhi dui san re xiao guo de ying xiang jin hang le yan jiu ,jie guo biao ming feng su wei 1~2m/sshi ,sui zhao feng su de zeng da dian chi zu de zui gao wen du he zui di wen du ji wen cha de bian hua fu du zhu jian jian xiao ,wen cha de jiang di fu du zhu jian zeng da ;dang feng su wei 1.5m/s,dian chi jian ju wei 3mm、5mmhe 7mmshi dian chi de wen cha wei 6.836℃、6.002℃he 4.081℃,dang feng su wei 2m/s,dian chi jian ju wei 3mm、5mmhe 7mmshi ,wen cha fen bie wei 5.989℃、5.232℃he 3.465℃,zeng jia dian chi jian ju dui dian chi zu wen cha you hen hao de gai shan zuo yong ,di feng su shi zeng jia dian chi jian ju wen cha jiang di de fu du da yu gao feng su shi zeng jia dian chi jian ju wen cha jiang di de fu du ;zai jiao da dian chi jian ju shi ,zeng jia feng su dui dian chi zu wen cha bian hua de ying xiang xiao yu xiao jian ju shi feng su dui dian chi wen cha bian hua de ying xiang ;zeng da dian chi jian ju yi fang mian shi ru feng kou chu feng ya zhu jian jian xiao ,jie sheng le feng shan suo xu de dian liang ,dan ling yi fang mian hui shi de dian chi zu ti ji bian da ,suo yi ying ge li she zhi ;dang feng su zai 1~2m/s,dian chi jian ju zai 5~7mmzhi jian bian hua shi ,dian chi jian ju de bian hua bi feng su de bian hua dui dian chi zu wen du yi zhi xing de ying xiang da ;ru kou feng su he dian chi jian ju dui san re xiao guo de ying xiang xian zhe ,jiao cuo pai lie he chu ru feng kou xiang dui wei zhi dui san re xiao guo de ying xiang bu ming xian 。(5)gen ju fen xi de dao dian chi jian ju he ru kou feng su wei ying xiang dian chi san re xiao guo de xian zhe yin su ,she ji er yuan er ci hui gui zheng jiao zu ge she ji shi yan dui zhe liang ge yin su he wen cha zhi jian de guan ji jin hang le shi yan yan jiu ,de dao le wen cha guan yu dian chi jian ju he ru kou feng su de hui gui fang cheng ,li yong gai hui gui fang cheng de dao le dian chi zu zui gao wen du he wen cha jun man zu tiao jian shi dian chi jian ju he ru kou feng su de qu zhi ou jian ,tong shi ye wei dian chi zu de san re you hua di gong le fang fa ji chu 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自西南大学的郑延莉，发表于刊物西南大学2019-09-24论文，是一篇关于电动微耕机论文,锂离子电池组论文,温度场论文,风冷散热论文,仿真论文,西南大学2019-09-24论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自西南大学2019-09-24论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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