本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車電池?zé)峁芾淼膮⒘刻匦詫?shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：動(dòng)力電池作為純電動(dòng)汽車的核心,其性能和循環(huán)壽命決定著車輛的使用性和成本。動(dòng)力電池對(duì)溫度的要求比較嚴(yán)苛,所以電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)對(duì)電池性能的影響十分敏感,并決定了電池的可靠性、持久性、穩(wěn)定性和安全性。本文首研究了動(dòng)力電池在液流換熱結(jié)構(gòu)下的溫控規(guī)律與方法,并從電池參量的角度探索熱管理系統(tǒng)(BTMS)對(duì)電池性能的影響特性,同時(shí)分析尋找電池的適宜熱環(huán)境和工作狀態(tài),為電池?zé)峁芾砼c電池管理(BMS)協(xié)同和性能優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。首先,應(yīng)對(duì)電池?zé)峁芾韺?shí)驗(yàn)過程分析立一種法快速確定電池初始SOC的方法,該方法從電量和能量角度出發(fā),并結(jié)合開路電壓測(cè)量,實(shí)現(xiàn)在線SOC確定。并給出折算庫倫率的確定方法。隨后,研究工作搭建了電池組熱管理及其熱、電參數(shù)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其中主要包括充放/電系統(tǒng)、液流循環(huán)電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)和電參數(shù)量測(cè)系統(tǒng)等。利用LabVIEW平臺(tái),設(shè)計(jì)了軟件測(cè)控系統(tǒng),結(jié)合執(zhí)行機(jī)構(gòu)硬件裝備,對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適時(shí)測(cè)控和數(shù)據(jù)處理。通過程序控制,實(shí)驗(yàn)工況控制、數(shù)據(jù)測(cè)試實(shí)時(shí)性、同步性進(jìn)一步提高,有利于動(dòng)態(tài)和瞬態(tài)的及時(shí)測(cè)控。實(shí)驗(yàn)分析中,重點(diǎn)關(guān)注電池?zé)峁芾頁Q熱結(jié)構(gòu)的入口溫度和循環(huán)工作介質(zhì)液流量?jī)蓚�(gè)主要控制因素,研究熱電特性、作用因素敏感性、時(shí)效性和可操控性等基本性能。實(shí)驗(yàn)研究工作中,本文分別在放電工況和充電工況下對(duì)電池組的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了控制變量法分別對(duì)電池工作溫度(10℃、30℃、45℃)、電池放電倍率(1C、1.5C、2C)和電池充電電流(10A、15A、20A)這幾個(gè)典型熱電參量設(shè)定了不同的工況條件參數(shù),并由此來分析電池性能在電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)下的變化規(guī)律。在放電實(shí)驗(yàn)中,主要分析了溫度和放電倍率對(duì)電池工作電壓、SOC和發(fā)熱功率的影響作用特性。由此得知,低溫和高放電倍率會(huì)使電池的使用性能變差,而高溫和低放電倍率卻對(duì)電池電壓的均衡性產(chǎn)生負(fù)面影響;溫度影響著電池的能量利用率,溫度變低使實(shí)際可用容量減小,放電結(jié)束后剩余能量增大。而放電倍率對(duì)電池的實(shí)際可用容量影響很小;在放電后期,電池的發(fā)熱功率迅速增加,輸出功率急劇下降,而總功率變化卻不大。因此,在實(shí)際應(yīng)用中當(dāng)電池放電到后期時(shí),我們應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注電池的輸出功率的下降和溫度的上升情況,避免電池的輸出功率不足和溫度過高,并及時(shí)采取措施。在充電實(shí)驗(yàn)中,主要分析了溫度和充電電流對(duì)電池電壓、充電時(shí)間和發(fā)熱功率的影響作用特性。研究表明,高溫和大充電電流使電池在整個(gè)充電過程中的總電壓值升高,同時(shí)增加了電池的不均衡性。充電電流對(duì)電池充電過程中電壓的影響比充電溫度的影響要敏感的多;高溫和大充電電流均能減少充電時(shí)間,但同時(shí)也會(huì)對(duì)電池造成損傷,在實(shí)際應(yīng)用中要控制好電池的充電溫度和充電電流,既要減少充電時(shí)間,又要減輕充電損傷。這就需要在實(shí)驗(yàn)中把握住效率最高的點(diǎn),也需要在實(shí)際中考慮其綜合效率;溫度越高發(fā)熱功率越小,而用大電流給電池充電時(shí),電池的發(fā)熱功率較大。
【關(guān)鍵詞】：電池成組 液流換熱 熱管理 SOC 電參量
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM912;U469.72
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 動(dòng)力電池簡(jiǎn)介12-15
• 1.1.1 動(dòng)力電池基本要求12-14
• 1.1.2 動(dòng)力電池的類別及其介紹14-15
• 1.1.3 動(dòng)力電池成組技術(shù)15
• 1.2 電池管理系統(tǒng)介紹15-16
• 1.3 電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)介紹16-18
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第2章 電池SOC估測(cè)方法20-35
• 2.1 SOC估算基本方法20-24
• 2.1.1 SOC描述與衡量20-21
• 2.1.2 SOC主要影響因素21-22
• 2.1.3 SOC基本確定方法22-24
• 2.2 電池初始態(tài)SOC確定的簡(jiǎn)化方法建立24-32
• 2.2.1 鋰離子電池電氣模型25-26
• 2.2.2 SOC能量關(guān)系構(gòu)建26-28
• 2.2.3 建立以內(nèi)阻測(cè)量為核心的SOC估算法28-29
• 2.2.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證29-32
• 2.3 在線SOC估算的簡(jiǎn)化方法建立32-34
• 2.3.1 安時(shí)估算關(guān)系32-33
• 2.3.2 確定庫倫效率33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 電池組熱管理過程實(shí)驗(yàn)與測(cè)控35-56
• 3.1 電池組熱管理結(jié)構(gòu)35-37
• 3.2 熱管理實(shí)驗(yàn)37-41
• 3.2.1 充放電系統(tǒng)38-39
• 3.2.2 液流循環(huán)系統(tǒng)39-41
• 3.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)控及其方法41-50
• 3.3.1 參數(shù)測(cè)量41-46
• 3.3.2 過程控制46-50
• 3.4 電池?zé)峁芾頊乜靥匦?/span>50-54
• 3.4.1 入口溫度影響50-53
• 3.4.2 冷卻液流量影響53-54
• 3.5 本章小結(jié)54-56
• 第4章 電池放電熱管理過程電參量影響作用特性56-71
• 4.1 工作電壓特性分析56-62
• 4.1.1 溫度影響56-60
• 4.1.2 放電倍率影響60-62
• 4.2 SOC特性分析62-65
• 4.2.1 溫度影響62-64
• 4.2.2 放電倍率影響64-65
• 4.3 發(fā)熱功率特性分析65-69
• 4.3.1 溫度影響65-67
• 4.3.2 放電倍率影響67-68
• 4.3.3 電池功率變化規(guī)律與關(guān)系分析68-69
• 4.4 本章小結(jié)69-71
• 第5章 電池充電熱管理過程電參量影響作用特性71-80
• 5.1 充電過程電壓特性分析71-75
• 5.1.1 溫度影響71-73
• 5.1.2 充電電流影響73-75
• 5.2 充電時(shí)間特性分析75-77
• 5.2.1 溫度影響75-76
• 5.2.2 充電電流影響76-77
• 5.3 發(fā)熱功率特性分析77-78
• 5.3.1 溫度影響77-78
• 5.3.2 充電電流影響78
• 5.4 本章小結(jié)78-80
• 第6章 全文總結(jié)與工作展望80-83
• 6.1 全文總結(jié)80-82
• 6.2 工作展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-88
• 作者簡(jiǎn)介及科研成果88-89
• 致謝89

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：589661