隨著電動(dòng)汽車(chē)的迅猛發(fā)展,電動(dòng)汽車(chē)起火事故的頻發(fā)引起了人們對(duì)電動(dòng)汽車(chē)安全性的質(zhì)疑,動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的開(kāi)發(fā)與研究也逐漸受到研究人員的重視。本課題選取18650鋰離子電池作為研究對(duì)象,采用基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)的模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的技術(shù)路線,對(duì)車(chē)用動(dòng)力鋰離子電池的相變冷卻熱管理進(jìn)行研究。首先分析鋰離子電池工作原理和建立電池產(chǎn)熱模型,對(duì)電池單體進(jìn)行溫升實(shí)驗(yàn),獲得電池單體放電過(guò)程中的溫升規(guī)律。其次,基于數(shù)據(jù)融合理論,通過(guò)HPPC實(shí)驗(yàn)對(duì)電池參數(shù)進(jìn)行辨識(shí),利用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法建立18650電池單體內(nèi)阻-SOC擬合模型以獲得電池內(nèi)阻-SOC關(guān)系式,并編寫(xiě)UDF電池?zé)嵩闯绦?將程序?qū)隒FD軟件中進(jìn)行模擬仿真,驗(yàn)證模擬計(jì)算的可行性,為復(fù)合相變材料電池?zé)峁芾砟M奠定基礎(chǔ)。最后,制備復(fù)合石墨石蠟相變材料,并對(duì)比分析添加不同比例和種類(lèi)的納米粒子對(duì)相變材料熱物性的影響。結(jié)合實(shí)驗(yàn)和模擬計(jì)算研究復(fù)合相變材料對(duì)電池?zé)峁芾淼淖饔?比較復(fù)合相變材料熱物性、電池布置結(jié)構(gòu)對(duì)電池冷卻的影響,提出動(dòng)力電池的相變冷卻熱管理方案。研究結(jié)果表明,在石墨石蠟中添加一定量的納米顆�？梢蕴岣邚�(fù)合相變材料的導(dǎo)熱性和相變潛熱,有助于增強(qiáng)復(fù)合... 

【文章來(lái)源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：100 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同風(fēng)道結(jié)構(gòu)

第二章鋰離子電池原理及電池單體溫升實(shí)驗(yàn)11負(fù)極化學(xué)反應(yīng)方程式為：ieCLiCL放電充電-xxx（2-1）正極化學(xué)反應(yīng)方程式為：-2-1放電充電2iMOiLLxeMOiLxx（2-2）總反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)方程式為：2-1放電充電2ixCLiMOCMOLiLx（2-3）式子中，M代表金屬離子。鋰離子電池工作原理示意圖如圖2-1所示。圖2-1鋰離子電池的工作原理示意圖結(jié)合公式（2-1）~（2-3）和圖2-1的分析可知，當(dāng)電池充電時(shí)，氧化物晶格的鋰離子脫逸出來(lái)后，會(huì)經(jīng)過(guò)電解液，嵌入負(fù)極碳素材料的層狀結(jié)構(gòu)中，此時(shí)，正極是貧鋰狀態(tài)，負(fù)極是富鋰狀態(tài)，為保證負(fù)極電荷平衡，需要同時(shí)從外部電路提供給負(fù)極電子補(bǔ)償電荷。相反，放電時(shí)，鋰離子從碳素材料中脫逸，經(jīng)電解液回到正極并嵌入正極材料的晶格中，結(jié)構(gòu)得以復(fù)原。所以，鋰離子電池進(jìn)行循環(huán)充放電過(guò)程就是鋰離子的脫逸和嵌入，而正極材料是提供鋰離子的來(lái)源。2.2鋰離子電池的產(chǎn)熱模型和熱物性2.2.1鋰離子電池的產(chǎn)熱模型正如2.1節(jié)中所述，鋰離子電池工作的過(guò)程就是離子遷移和化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，這些

第二章鋰離子電池原理及電池單體溫升實(shí)驗(yàn)15圖2-2鋰離子電池試驗(yàn)系統(tǒng)（1）充放電測(cè)試儀：實(shí)現(xiàn)電池恒流恒功率放電、智能充電，在測(cè)試過(guò)程中，可以檢測(cè)記錄電池的電流和電壓。充放電電流范圍為0~12A，充放電電壓范圍為0~5V，精度為±0.05%FS，適用于單體電池測(cè)試。（2）恒溫箱：模擬電池的環(huán)境溫度，使電池處以一個(gè)恒溫環(huán)境，設(shè)備型號(hào)為：HT-TH-P-150R，溫度范圍為-40~150℃。（3）溫度傳感器：探測(cè)鋰離子電池某點(diǎn)溫度，測(cè)量范圍為-50~700℃，精度為±0.05%RD，響應(yīng)時(shí)間為20ms。該試驗(yàn)系統(tǒng)的主要功能有：（1）實(shí)現(xiàn)鋰離子電池單體不同倍率放電，考慮實(shí)驗(yàn)安全的情況下，本文主要研究1C、2C、3C倍率；（2）實(shí)現(xiàn)鋰離子電池單體在不同環(huán)境溫度里，結(jié)合大氣溫度和汽車(chē)電池的環(huán)境溫度考慮，本文選取25℃和40℃為鋰離子電池的環(huán)境溫度。（3）測(cè)試鋰離子電池單體在不同環(huán)境溫度下不同放電倍率的溫升特性；（4）測(cè)試鋰離子電池單體在不同環(huán)境溫度下不同放電倍率的HPPC特性。2.3.218650電池單體溫升實(shí)驗(yàn)為獲得鋰離子電池的溫度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選用同一鋰離子電池單體上的5個(gè)位置作為溫度測(cè)點(diǎn)（如圖2-3所示）。為提高溫度傳感器檢測(cè)的準(zhǔn)確性，在18650電池單體和溫度傳感器接觸面間涂覆導(dǎo)熱硅膠（一種高導(dǎo)熱絕緣有機(jī)硅材料）并用絕緣膠帶固定。

【參考文獻(xiàn)】：
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