1。3。1  车用锂电池的研究现状及发展趋势

1。3。2  电动汽车电池组散热国内外研究现状

1。4 主要研究内容

为了能够更好的了解锂电池充放电时的温度分布情况，本文首先利用软件仿真的分析方法，分别对单体电池和电池组进行充放电仿真模拟，得到其在自然对流条件下的温度场分布图；并在此基础上对电池箱的散热结构进行构思设计。根据电动汽车对动力锂离子电池的要求，锂离子电池的发热特性、电池组的温升特性及电池箱所需通风散热的要求，设计了一种散热性能较好的电池箱。

主要研究内容：论文网

（1）收集整理目前现有电动汽车用电池箱风冷结构的有关资料；

（2）利用Solidworks软件对电池模组放电发热进行仿真分析，建立电池的热模型，从而了解电池的发热特点；

（3）根据电池的发热特点对电动汽车电池箱结构的功能定位，确定其结构组成，并对其电池组结构进行设计；

（4）利用仿真软件对电池箱散热进行流体模拟，进而对电池箱的内部冷却结构进行优化设计，以提高电池箱的散热性和均热性。

 (5)电动汽车用风冷电池箱二维图纸绘制。

第二章  锂离子电池的结构原理和发热特性

2。1锂离子电池的结构组成及工作机理

2。1。1锂离子电池的结构组成

    锂离子电池的结构组成主要有：电池正极、电池负极、隔膜、有机电解液、SEI膜、电池外壳，如下图2-1所示为单体锂离子电池内部材料结构构示意图。

（1）正极

正极以锰酸锂或者钴酸锂作为活性物质，外面的导电集流体使用的材料是电解铝箔。正极材料的作用在整个锂离子电池中占很大的比重，对电池的工作效率有很大的影响。

（2）隔膜

隔膜是一种经特殊处理而成型的高分子薄膜，薄膜上分布有微孔，微孔比锂离子的直径大而比电子的直径小，所以锂离子可以通过微孔而电子却被阻挡在外。隔膜的性能直接影响电池性能的好坏，隔膜，顾名思义，其作用就是隔离电池的正、负两极，防止正负两极在某些特殊情况下因为接触而发生短路烧坏电池。隔膜是绝缘体材料，电池的性能受其物理化学性质的影响。

（3）负极

负极是通过石墨或者碳作为活性物质和一些粘合剂、添加剂等物质混合搅拌并涂抹在铜箔上在自然通风下进行晾干滚压制成。外面的导电集流体使用的材料是电解铝箔。负极材料的制作的成功与否对于整个锂电池来说极为重要，所以在研制锂离子电池的时候选择性能佳的负极材料非常重要。目前市场上较为常用的负极材料大部分为石墨、碳等碳素材料。

（4）有机电解液

有机电解液是通过将一种含锂的盐与某种溶剂按比例混合而成。电解液的作用是将电子在电池正负极材料之间来回传导。有机电解液作为锂电池结构组成的一部分，在电池中起到关键性的作用，是锂离子电池四大关键材料之一。

（5）SEI膜（Solid Electrolyte Interface）

锂离子电池在第一次充放电时,电池正负极与有机电解液发生反应,反应中会形成一层钝化层覆盖在电池正负极的表面，这个钝化层就是固体电解质界面膜,简称SEI膜。SEI膜的作用是保护负极材料，保证负极材料的结构在高压强度下不被压坏。SEI膜的形成会减少锂离子数量，因此SEI膜的形成会对负极首次循环效率产生影响。

（6）电池外壳

电池外壳分为钢壳、铝壳、镀镍铁壳、铝塑膜等，还有电池的盖帽，也是电池的正负极引出端。电池外壳对内部电池芯起到保护作用，并且在一定程度上也起到一定的导热作用。