隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的日益重視,新能源電動汽車得到了各國的大力推動,我國電動汽車行業(yè)也得到蓬勃發(fā)展,軟包裝三元鋰離子電池已經(jīng)成為首選動力電池。本文以26Ah軟包裝三元鋰離子電池作為研究對象,針對電池放電過程的熱特性方面展開研究。采用混合脈沖功率特性測試方法(Hybrid Pulse Power Characterization,簡稱HPPC),得到不同溫度(-10℃~50℃)和不同放電深度下的電池內(nèi)阻,擬合出電池內(nèi)阻隨溫度及放電深度的變化關(guān)系。通過絕熱溫升測試,依據(jù)電池在放電過程中的熱平衡方程計算出不同放電倍率下的生熱率,分析電池生熱率變化。電池在放電過程中生熱速率隨著放電深度呈現(xiàn)一定的波動性;小倍率放電時出現(xiàn)2次極小值,分別在45%DOD附近和90%DOD附近;在大倍率放電時1次極小值。第一次極小值是由于內(nèi)阻和熵?zé)峁餐饔玫慕Y(jié)果,其中熵?zé)岜憩F(xiàn)為吸熱反應(yīng),使得小倍率放電中期生熱率降低;第二次極小值是因?yàn)殡姵貎?nèi)部發(fā)生了相變吸熱反應(yīng),造成生熱速率的降低。通過0.25C倍率放電測試并基于不可逆熱扣除法,計算得到電池熵?zé)嵯禂?shù)變化曲線。利用高精度數(shù)字電壓表測試出電池在不同放電深度、不同環(huán)境溫度(-10℃、10℃、30℃、50℃)中的開路電壓變化,得到熵?zé)嵯禂?shù)的實(shí)驗(yàn)值,計算值與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對比。軟包鋰離子電池的熵?zé)嵯禂?shù)在放電過程中是不斷變化的,整體呈現(xiàn)“增大-減小-增大-再減小-再增大”震蕩變化趨勢,出現(xiàn)2次極小值,分別在25%~65%DOD和80%~90%DOD,是造成電池溫度波動的主要因素。基于內(nèi)阻和熵?zé)嵯禂?shù)變化曲線建立了生熱率隨時間不斷變化的生熱模型,利用軟件BDS和Star-CCM模擬不同放電倍率下的溫度變化。模擬結(jié)果再現(xiàn)了電池放電過程中溫度及生熱率的非線性變化。三維仿真模擬結(jié)果與熱成像測試實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比,可以看出隨著放電倍率的增大,電池的溫度梯度逐漸增大,電池表面越靠近極耳溫度梯度越大;隨著放電過程的進(jìn)行,電池最高溫度由遠(yuǎn)離正負(fù)極耳處逐漸向電芯中心位置轉(zhuǎn)移。
【學(xué)位單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM912
【部分圖文】：

第 1 章 緒論1.2 鋰離子電池工作原理目前，鋰離子電池已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，其形狀均根據(jù)使用要求不同，千形萬態(tài)、多種多樣。在新能源電動汽車領(lǐng)域，常用的鋰離子電池按外形可以分為兩種，圓柱形和方形（如圖 1.1 所示），外部包裝有鋁塑膜軟包裝和金屬外殼兩種包裝方式。

形成金屬鋰化物。鋰離子電池的充放電化學(xué)反應(yīng)過反應(yīng)： 充電 放電 L 反應(yīng)： L 充電 放電L C 應(yīng)： 充電 放電 L C ，M 為 Co、Ni、Mn 等過渡金屬。

15圖 2.2 鋰離子電池單體表 2.1 鋰離子電池規(guī)格參數(shù)參數(shù) 規(guī)格正極材料 L N ζ ζ 負(fù)極材料 石墨寸(長 寬 厚/mm)耳(長 寬 厚/mm)耳(長 寬 厚/mm)質(zhì)量/g標(biāo)稱電壓/V電壓工作范圍/V額定容量/(Ah)206 1550 24 45 24 5753.72.75-26
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2866846