動力電池能量密度的提升使得電動汽車獲得了廣泛的應用,但頻繁發(fā)生的電池自燃事故限制了電動汽車的進一步發(fā)展,電池熱管理系統(tǒng)作為電動汽車的關鍵技術能有效提高電池的安全性。因此,探究熱管理系統(tǒng)中的電池電化學-熱特性對電池安全性具有重要的意義。本文主要從以下幾個方面研究了圓柱形鋰離子電池電化學特性和熱特性,包括:電池試驗及分析、電池電化學-熱耦合模型搭建及電化學-熱特性仿真研究,并基于模型優(yōu)化了電池內部結構尺寸,論文主要研究內容及結論如下:首先,對圓柱形三元鋰離子電池實施電化學及熱特性試驗,包括:電極參考電位試驗、電池過電壓試驗、混合脈沖功率特性試驗（Hybrid Pulse Power Characteristic,HPPC）、不同工況下電池放電試驗與溫度監(jiān)測、熵熱系數試驗。分析試驗結果,結果表明:放電容量受制于倍率與環(huán)境溫度,大倍率及低溫都將導致放電容量下降,這是由于該工況下電池內阻和極化增大,故合適的工作條件對電池使用顯得至關重要。通過進一步研究發(fā)現,倍率1 C常溫25°C時電池放電容量較大且溫度增量最小,因此該工況可作為電池長期穩(wěn)定的工作條件。其次,通過試驗數據及電池參數建立電池電化學-... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同形式的鋰離子電池Fig.1.1Differentstructureoflithium-ionbattery不同種類的鋰離子電池（Lithium-ionBattery）具有相同的工作原理

(a) 圓柱形 (b) 紐扣式(b) 方形 (d) 軟包式圖 1.1 不同形式的鋰離子電池Fig. 1.1 Different structure of lithium-ion battery離子電池（Lithium-ion Battery）具有相同的工作原理要依靠鋰離子在正負極之間的移動來工作。充電時，，放電時則相反。鋰離子電池充放電示意圖如圖 1.2

首先基于試驗數據及參數分別建立了鋰離子電池電化學模型和熱模溫度對模型進行耦合，獲得電化學-熱耦合模型。之后，在不同工況性和溫度特性進行了驗證。在模型得到驗證之后探究了電池內部電化學特性，先后分析了鋰離布規(guī)律，并對正極材料顆粒尺寸進行優(yōu)化。然后，基于電極材料顆對電池電化學特性進行敏感性分析。最后，研究電極和隔膜尺寸對電容量和放電平臺考慮優(yōu)化了電極尺寸。主要研究電池的熱特性，首先通過模型仿真出電池的內部溫度分布，系統(tǒng)研究電池和電極的產熱特性及產熱分布，并分析了電池內部積和反應速率常數對電極產熱的影響。最后，探究電池外部參數傳影響并對該參數做了優(yōu)化處理。對本文的工作進行總結，指出本文研究的不足之處，并給出需要改究工作。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[6]電動汽車用鋰電池三維熱物理模型及其應用研究[D]. 許笑天.清華大學 2015
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[8]電動汽車圓柱型鋰離子電池熱模型研究[D]. 史男.北京理工大學 2015
[9]基于電化學—熱耦合模型的鋰離子動力電池放電行為研究[D]. 湯依偉.中南大學 2013
[10]電動汽車鋰離子電池包熱特性研究與優(yōu)化設計[D]. 車杜蘭.武漢理工大學 2009



本文編號：3307464