碳包鋁納米顆粒/石蠟復(fù)合相變材料及電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究
發(fā)布時(shí)間:2023-10-06 11:13
在當(dāng)前能源短缺和環(huán)境污染兩大問(wèn)題的威脅下,各國(guó)都在尋找新時(shí)代的可替代綠色能源。在眾多能源消耗應(yīng)用中,交通運(yùn)輸所消耗的能源巨大,造成的環(huán)境問(wèn)題最為嚴(yán)重。因此,在新能源產(chǎn)業(yè)中,電動(dòng)汽車(chē)近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外得到迅速的發(fā)展。而電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展依賴(lài)于其動(dòng)力來(lái)源一電池的發(fā)展。鋰離子電池具有重量輕、體積小、比能量高、循環(huán)性能好等多方面優(yōu)點(diǎn),是電動(dòng)汽車(chē)?yán)硐氲膭?dòng)力能源。車(chē)載鋰離子電池組的工作性能和安全性受多方面因素的影響,主要因素有工作溫度、充放電電壓、工作電流、電池容量等。因此,要使鋰離子電池工作在最佳的狀態(tài),必須對(duì)電池組進(jìn)行必要的控制管理。本文采用碳弧法制備碳包鋁納米顆粒,填充到石蠟材料中組成碳包鋁/石蠟復(fù)合相變材料。針對(duì)鋰離子電池的工作特性,將碳包鋁/石蠟復(fù)合相變材料用作鋰離子電池組熱管理系統(tǒng)的傳熱介質(zhì),并研究碳包鋁/石蠟復(fù)合相變材料的材料熱學(xué)特性和散熱效果。并且根據(jù)鋰離子電池組的工作要求,設(shè)計(jì)了一個(gè)可管理由6節(jié)電池組成的電池模塊的電池(1)采用碳弧放電法制備碳包鋁納米顆粒,并利用X射線衍射分析(XRD),掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、熱重/差熱分析(TG/DSC)多種分析手段對(duì)所制...
【文章頁(yè)數(shù)】:109 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 能源安全和能耗需求
1.2 新能源汽車(chē)概述
1.3 動(dòng)力電池發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)
1.3.1 鋰離子電池的發(fā)展
1.3.2 影響動(dòng)力電池性能的因素
1.4 電池管理系統(tǒng)的必要性
1.4.1 動(dòng)力電池?zé)峁芾淼募夹g(shù)研究進(jìn)展
1.4.2 動(dòng)力電池管理技術(shù)研究進(jìn)展
1.4.3 電池管理技術(shù)的技術(shù)難點(diǎn)
1.5 研究意義及內(nèi)容
1.5.1 研究的目的和意義
1.5.2 研究的內(nèi)容
第二章 基于碳包鋁納米顆粒/石蠟復(fù)合相變材料的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計(jì)和散熱實(shí)驗(yàn)
2.1 相變材料在電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中的應(yīng)用
2.1.1 相變材料的分類(lèi)和特點(diǎn)
2.1.2 復(fù)合相變材料的選擇
2.2 碳包鋁納米顆粒的制備與測(cè)試
2.2.1 碳包鋁納米顆粒的制備材料和設(shè)備
2.2.2 碳包鋁納米顆粒的制備流程
2.2.3 碳包鋁納米顆粒的形成機(jī)理
2.2.4 碳包鋁納米顆粒的測(cè)試方法
2.3 測(cè)試結(jié)果與分析
2.3.1 碳包鋁納米顆粒的物相分析
2.3.2 碳包鋁納米顆粒的微觀結(jié)構(gòu)分析
2.3.3 碳包鋁納米顆粒的熱學(xué)特性分析
2.4 碳包鋁納米顆粒/石蠟(Al@C/PW)復(fù)合相變材料的制備與測(cè)試
2.4.1 碳包鋁納米顆粒/石蠟復(fù)合相變材料的制備原料和設(shè)備
2.4.2 碳包鋁納米顆粒/石蠟復(fù)合相變材料的制備
2.4.3 碳包鋁納米顆粒/石蠟復(fù)合相變材料的性能分析手段
2.4.4 碳包鋁納米顆粒/石蠟復(fù)合相變材料的熱學(xué)特性分析
2.4.5 碳包鋁納米顆粒/石蠟復(fù)合相變材料的熱穩(wěn)定性分析
2.4.6 碳包鋁納米顆粒/石蠟復(fù)合相變材料的導(dǎo)熱性能分析
2.4.7 Al@C/PW復(fù)合相變材料熱傳導(dǎo)機(jī)理分析
2.5 電池散熱性能測(cè)試
2.5.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器
2.5.2 電池散熱性能測(cè)試方法
2.5.3 相變材料的散熱性能分析
2.5.4 電池放電表面溫度特性
2.5.5 不同冷卻方式的大電流放電散熱性能
2.6 本章小結(jié)
第三章 動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)
3.1 電池管理系統(tǒng)的硬件架構(gòu)
3.2 電池管理系統(tǒng)硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境
3.3 電池管理系統(tǒng)的各模塊硬件設(shè)計(jì)
3.3.1 電壓檢測(cè)模塊的原理圖設(shè)計(jì)
3.3.2 均衡管理模塊的原理圖設(shè)計(jì)
3.3.3 SoC評(píng)估模塊的原理圖設(shè)計(jì)
3.3.4 電池保護(hù)模塊的原理圖設(shè)計(jì)
3.3.5 電流檢測(cè)模塊的原理圖設(shè)計(jì)
3.4 電池管理系統(tǒng)的印制電路板的設(shè)計(jì)與制備
3.5 本章小結(jié)
第四章 動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的軟件程序開(kāi)發(fā)
4.1 電池管理系統(tǒng)主程序的運(yùn)行框架
4.2 電池管理系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境
4.3 各模塊軟件驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)
4.3.1 電壓檢測(cè)模塊驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)
4.3.2 電池均衡管理模塊底層驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)
4.3.3 SoC評(píng)估模塊底層驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)
4.3.4 電池保護(hù)模塊底層驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)
4.3.5 電流檢測(cè)模塊底層驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)
4.3.6 各模塊通信程序的開(kāi)發(fā)
4.4 上位機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)和調(diào)試
4.5 電池管理系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)試
4.5.1 電池充電對(duì)比測(cè)試
4.5.2 電池放電對(duì)比測(cè)試
4.5.3 電池充電對(duì)比結(jié)果
4.5.4 電池放對(duì)比結(jié)果
4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
本文特色與創(chuàng)新之處
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
攻讀碩士學(xué)位期間參加的課題
致謝
附錄1
附錄2
本文編號(hào):3851744
【文章頁(yè)數(shù)】:109 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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摘要
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第一章 緒論
1.1 能源安全和能耗需求
1.2 新能源汽車(chē)概述
1.3 動(dòng)力電池發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)
1.3.1 鋰離子電池的發(fā)展
1.3.2 影響動(dòng)力電池性能的因素
1.4 電池管理系統(tǒng)的必要性
1.4.1 動(dòng)力電池?zé)峁芾淼募夹g(shù)研究進(jìn)展
1.4.2 動(dòng)力電池管理技術(shù)研究進(jìn)展
1.4.3 電池管理技術(shù)的技術(shù)難點(diǎn)
1.5 研究意義及內(nèi)容
1.5.1 研究的目的和意義
1.5.2 研究的內(nèi)容
第二章 基于碳包鋁納米顆粒/石蠟復(fù)合相變材料的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計(jì)和散熱實(shí)驗(yàn)
2.1 相變材料在電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中的應(yīng)用
2.1.1 相變材料的分類(lèi)和特點(diǎn)
2.1.2 復(fù)合相變材料的選擇
2.2 碳包鋁納米顆粒的制備與測(cè)試
2.2.1 碳包鋁納米顆粒的制備材料和設(shè)備
2.2.2 碳包鋁納米顆粒的制備流程
2.2.3 碳包鋁納米顆粒的形成機(jī)理
2.2.4 碳包鋁納米顆粒的測(cè)試方法
2.3 測(cè)試結(jié)果與分析
2.3.1 碳包鋁納米顆粒的物相分析
2.3.2 碳包鋁納米顆粒的微觀結(jié)構(gòu)分析
2.3.3 碳包鋁納米顆粒的熱學(xué)特性分析
2.4 碳包鋁納米顆粒/石蠟(Al@C/PW)復(fù)合相變材料的制備與測(cè)試
2.4.1 碳包鋁納米顆粒/石蠟復(fù)合相變材料的制備原料和設(shè)備
2.4.2 碳包鋁納米顆粒/石蠟復(fù)合相變材料的制備
2.4.3 碳包鋁納米顆粒/石蠟復(fù)合相變材料的性能分析手段
2.4.4 碳包鋁納米顆粒/石蠟復(fù)合相變材料的熱學(xué)特性分析
2.4.5 碳包鋁納米顆粒/石蠟復(fù)合相變材料的熱穩(wěn)定性分析
2.4.6 碳包鋁納米顆粒/石蠟復(fù)合相變材料的導(dǎo)熱性能分析
2.4.7 Al@C/PW復(fù)合相變材料熱傳導(dǎo)機(jī)理分析
2.5 電池散熱性能測(cè)試
2.5.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器
2.5.2 電池散熱性能測(cè)試方法
2.5.3 相變材料的散熱性能分析
2.5.4 電池放電表面溫度特性
2.5.5 不同冷卻方式的大電流放電散熱性能
2.6 本章小結(jié)
第三章 動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)
3.1 電池管理系統(tǒng)的硬件架構(gòu)
3.2 電池管理系統(tǒng)硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境
3.3 電池管理系統(tǒng)的各模塊硬件設(shè)計(jì)
3.3.1 電壓檢測(cè)模塊的原理圖設(shè)計(jì)
3.3.2 均衡管理模塊的原理圖設(shè)計(jì)
3.3.3 SoC評(píng)估模塊的原理圖設(shè)計(jì)
3.3.4 電池保護(hù)模塊的原理圖設(shè)計(jì)
3.3.5 電流檢測(cè)模塊的原理圖設(shè)計(jì)
3.4 電池管理系統(tǒng)的印制電路板的設(shè)計(jì)與制備
3.5 本章小結(jié)
第四章 動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的軟件程序開(kāi)發(fā)
4.1 電池管理系統(tǒng)主程序的運(yùn)行框架
4.2 電池管理系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境
4.3 各模塊軟件驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)
4.3.1 電壓檢測(cè)模塊驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)
4.3.2 電池均衡管理模塊底層驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)
4.3.3 SoC評(píng)估模塊底層驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)
4.3.4 電池保護(hù)模塊底層驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)
4.3.5 電流檢測(cè)模塊底層驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)
4.3.6 各模塊通信程序的開(kāi)發(fā)
4.4 上位機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)和調(diào)試
4.5 電池管理系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)試
4.5.1 電池充電對(duì)比測(cè)試
4.5.2 電池放電對(duì)比測(cè)試
4.5.3 電池充電對(duì)比結(jié)果
4.5.4 電池放對(duì)比結(jié)果
4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
本文特色與創(chuàng)新之處
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
攻讀碩士學(xué)位期間參加的課題
致謝
附錄1
附錄2
本文編號(hào):3851744
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