動力鋰電池內部溫度估計研究
發(fā)布時間:2021-09-15 22:53
近些年隨著國家對電動汽車行業(yè)的大力支持,電動汽車行業(yè)得到了蓬勃的發(fā)展。動力鋰電池作為電動汽車的主要儲能載體,其安全使用問題一直受到了廣泛的關注,鋰電池熱失控導致的安全問題逐漸得到越來越多人的高度重視。鋰電池發(fā)生熱失控風險的主要原因在于內部溫度與外部表面溫度表現(xiàn)出高度不一致,隨著放電的持續(xù)進行,這種溫度差異由于積累導致越來越大,輕則導致電池組損壞無法正常工作,重則可能會發(fā)生爆炸危險,從而給使用者帶去很大的安全隱患。為避免鋰電池熱失控風險的發(fā)生,鋰電池內部溫度需要實時監(jiān)測和控制,在鋰電池正常使用時,其外部表面溫度可以通過傳感器直接測量獲取,內部溫度無法合理測量,從而鋰電池內部溫度的準確估計是實現(xiàn)電池安全可靠熱管理的關鍵。鑒于上述問題,本文以實現(xiàn)鋰電池內部溫度估計研究展開。首先對鋰電池的溫度特性進行分析,并安排了與鋰電池內部溫度變化的相關實驗,并在不同環(huán)境溫度下,分析電池內部溫度與表面溫度變化,從鋰電池內部溫度與表面溫度差異出發(fā),著重研究產(chǎn)生這種差異的原因,從而為下文對鋰電池進行熱建模時提供合理的依據(jù)。為準確估計鋰電池內部溫度,建立較為準確的鋰電池熱模型尤為重要。在建立熱模型時,文中充分綜合...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
BMS功能Fig1.1FunctionsofBMS在安全使用方面,鋰電池在使用過程中,由于內部的放熱反應會導致電池內部熱狀態(tài)和壓力以較快速率上升,從而將能量浪費掉,導致“熱失控”危險的發(fā)生,熱失控風險發(fā)生的主要原因在于當環(huán)境因素(主要是溫度因素)變化幅度較
第一章 緒論電短路、快速放電、過度放電、制造缺陷和設計不良或機械損壞等等。使用電池,一旦某節(jié)電池單元進入熱失控狀態(tài),就會產(chǎn)生足夠多的熱量,使得相電池單元也進入熱失控狀態(tài),引起整個電池組每節(jié)電池單元輪流破裂并釋放物質,就會產(chǎn)生一種反復燃燒的火焰。大量的實驗證明,鋰電池在高溫環(huán)境用時會發(fā)生一系列副反應,在低溫環(huán)境下使用時內部產(chǎn)熱速率急劇增快,進成整車電池組溫度極為不均衡[11],從而造成難以想象的惡劣后果,導致鋰電用難以繼續(xù)推廣和發(fā)展。鋰電池由于熱失控引起的自燃如圖 1.2。
圖 1.3 導熱過程Fig 1.3 Thermal process熱過程是指鋰電池內部產(chǎn)生的熱量傳遞到鋰鋰電池內部中心區(qū)域與表面之間組成的鏈接合組成,鏈接部分在后期的制作工藝過程中池內部中心區(qū)域與表面之間進行熱量傳導,。鋰電池熱耗散過程是指鋰電池表面熱量耗與鋰電池外表面接觸的空氣介質將鋰電池表電池熱耗散階段就是與外界空氣進行對流換電池熱模型的不斷研究,現(xiàn)有鋰電池熱模型構造原理。主要有電化學熱耦合模型及電熱學熱耦合描述鋰電池正常工作時內部發(fā)生的[29-32]。就單體鋰電池內部產(chǎn)熱機理方面分析,如式(1.7)右側四項,第一項表示鋰電池
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于IUPF算法與可變參數(shù)電池模型的SOC估計方法[J]. 劉新天,李賀,何耀,鄭昕昕,曾國建. 東南大學學報(自然科學版). 2018(01)
[2]基于可變溫度模型的鋰電池SOC估計方法[J]. 何耀,曹成榮,劉新天,鄭昕昕,曾國建. 電機與控制學報. 2018(01)
[3]2001年~2015年我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策綜述[J]. 黃藝苗. 汽車工業(yè)研究. 2017(07)
[4]反應合成溫度對鋰離子電池正極材料聚氧鉬酸鹽電化學性能的影響(英文)[J]. 李文良,倪爾福,李新海,郭華軍. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(10)
[5]考慮溫度影響的鋰電池功率狀態(tài)估計[J]. 劉新天,何耀,曾國建,鄭昕昕. 電工技術學報. 2016(13)
[6]正極漿料分散對鋰離子電池內阻的影響[J]. 苗萌,朱曉輝,張寶. 電池. 2016(03)
[7]中國新能源汽車行業(yè)發(fā)展的政策歷程淺析[J]. 錢翌,宋開慧,張培棟,王卉卉,徐艷. 青島科技大學學報(社會科學版). 2016(01)
[8]電動汽車鋰離子電池釋熱機理及電熱耦合模型[J]. 宋士剛,李小平. 電源技術. 2016(02)
[9]方形鋰離子電池的卷繞結構設計[J]. 劉開宇,吳坤裝,唐有根,桑商斌. 電池. 2015(04)
[10]非均勻采樣正弦波形的最小二乘擬合算法[J]. 梁志國,朱振宇. 計量學報. 2014 (05)
博士論文
[1]促進我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的財稅政策研究[D]. 顧瑞蘭.財政部財政科學研究所 2013
[2]鋰離子電池的熱電化學研究及其電極材料的計算與模擬[D]. 宋劉斌.中南大學 2013
[3]鋰離子電池的熱效應及其安全性能的研究[D]. 黃倩.復旦大學 2007
碩士論文
[1]中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策研究[D]. 王淳.西南石油大學 2015
[2]基于ERT的動力電池內部溫度測量方法研究[D]. 尹文偉.華南理工大學 2013
[3]等效源法在三維各向異性媒質熱傳導問題中的應用研究[D]. 肖雋翀.上海交通大學 2013
[4]大容量鋰離子動力電池充放電過程熱特性研究[D]. 任保福.北京交通大學 2012
[5]電動汽車電池溫度場之分析及應用[D]. 吳斌.哈爾濱工業(yè)大學 2011
本文編號:3396969
【文章來源】:合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
BMS功能Fig1.1FunctionsofBMS在安全使用方面,鋰電池在使用過程中,由于內部的放熱反應會導致電池內部熱狀態(tài)和壓力以較快速率上升,從而將能量浪費掉,導致“熱失控”危險的發(fā)生,熱失控風險發(fā)生的主要原因在于當環(huán)境因素(主要是溫度因素)變化幅度較
第一章 緒論電短路、快速放電、過度放電、制造缺陷和設計不良或機械損壞等等。使用電池,一旦某節(jié)電池單元進入熱失控狀態(tài),就會產(chǎn)生足夠多的熱量,使得相電池單元也進入熱失控狀態(tài),引起整個電池組每節(jié)電池單元輪流破裂并釋放物質,就會產(chǎn)生一種反復燃燒的火焰。大量的實驗證明,鋰電池在高溫環(huán)境用時會發(fā)生一系列副反應,在低溫環(huán)境下使用時內部產(chǎn)熱速率急劇增快,進成整車電池組溫度極為不均衡[11],從而造成難以想象的惡劣后果,導致鋰電用難以繼續(xù)推廣和發(fā)展。鋰電池由于熱失控引起的自燃如圖 1.2。
圖 1.3 導熱過程Fig 1.3 Thermal process熱過程是指鋰電池內部產(chǎn)生的熱量傳遞到鋰鋰電池內部中心區(qū)域與表面之間組成的鏈接合組成,鏈接部分在后期的制作工藝過程中池內部中心區(qū)域與表面之間進行熱量傳導,。鋰電池熱耗散過程是指鋰電池表面熱量耗與鋰電池外表面接觸的空氣介質將鋰電池表電池熱耗散階段就是與外界空氣進行對流換電池熱模型的不斷研究,現(xiàn)有鋰電池熱模型構造原理。主要有電化學熱耦合模型及電熱學熱耦合描述鋰電池正常工作時內部發(fā)生的[29-32]。就單體鋰電池內部產(chǎn)熱機理方面分析,如式(1.7)右側四項,第一項表示鋰電池
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于IUPF算法與可變參數(shù)電池模型的SOC估計方法[J]. 劉新天,李賀,何耀,鄭昕昕,曾國建. 東南大學學報(自然科學版). 2018(01)
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[3]2001年~2015年我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策綜述[J]. 黃藝苗. 汽車工業(yè)研究. 2017(07)
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[5]考慮溫度影響的鋰電池功率狀態(tài)估計[J]. 劉新天,何耀,曾國建,鄭昕昕. 電工技術學報. 2016(13)
[6]正極漿料分散對鋰離子電池內阻的影響[J]. 苗萌,朱曉輝,張寶. 電池. 2016(03)
[7]中國新能源汽車行業(yè)發(fā)展的政策歷程淺析[J]. 錢翌,宋開慧,張培棟,王卉卉,徐艷. 青島科技大學學報(社會科學版). 2016(01)
[8]電動汽車鋰離子電池釋熱機理及電熱耦合模型[J]. 宋士剛,李小平. 電源技術. 2016(02)
[9]方形鋰離子電池的卷繞結構設計[J]. 劉開宇,吳坤裝,唐有根,桑商斌. 電池. 2015(04)
[10]非均勻采樣正弦波形的最小二乘擬合算法[J]. 梁志國,朱振宇. 計量學報. 2014 (05)
博士論文
[1]促進我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的財稅政策研究[D]. 顧瑞蘭.財政部財政科學研究所 2013
[2]鋰離子電池的熱電化學研究及其電極材料的計算與模擬[D]. 宋劉斌.中南大學 2013
[3]鋰離子電池的熱效應及其安全性能的研究[D]. 黃倩.復旦大學 2007
碩士論文
[1]中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策研究[D]. 王淳.西南石油大學 2015
[2]基于ERT的動力電池內部溫度測量方法研究[D]. 尹文偉.華南理工大學 2013
[3]等效源法在三維各向異性媒質熱傳導問題中的應用研究[D]. 肖雋翀.上海交通大學 2013
[4]大容量鋰離子動力電池充放電過程熱特性研究[D]. 任保福.北京交通大學 2012
[5]電動汽車電池溫度場之分析及應用[D]. 吳斌.哈爾濱工業(yè)大學 2011
本文編號:3396969
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