在當前能源短缺和環(huán)境污染兩大問題的威脅下,各國都在尋找新時代的可替代綠色能源。在眾多能源消耗應用中,交通運輸所消耗的能源巨大,造成的環(huán)境問題最為嚴重。因此,在新能源產(chǎn)業(yè)中,電動汽車近年來在國內外得到迅速的發(fā)展。而電動汽車的發(fā)展依賴于其動力來源一電池的發(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,是電動汽車理想的動力能源。車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),必須對電池組進行必要的控制管理。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／石蠟復合相變材料。針對鋰離子電池的工作特性,將碳包鋁／石蠟復合相變材料用作鋰離子電池組熱管理系統(tǒng)的傳熱介質,并研究碳包鋁／石蠟復合相變材料的材料熱學特性和散熱效果。并且根據(jù)鋰離子電池組的工作要求,設計了一個可管理由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)多種分析手段對所制...

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學位級別】：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 新能源汽車概述
    1.3 動力電池發(fā)展關鍵技術
        1.3.1 鋰離子電池的發(fā)展
        1.3.2 影響動力電池性能的因素
    1.4 電池管理系統(tǒng)的必要性
        1.4.1 動力電池熱管理的技術研究進展
        1.4.2 動力電池管理技術研究進展
        1.4.3 電池管理技術的技術難點
    1.5 研究意義及內容
        1.5.1 研究的目的和意義
        1.5.2 研究的內容
第二章 基于碳包鋁納米顆粒/石蠟復合相變材料的電池熱管理系統(tǒng)的設計和散熱實驗
    2.1 相變材料在電池熱管理系統(tǒng)中的應用
        2.1.1 相變材料的分類和特點
        2.1.2 復合相變材料的選擇
    2.2 碳包鋁納米顆粒的制備與測試
        2.2.1 碳包鋁納米顆粒的制備材料和設備
        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理
        2.2.4 碳包鋁納米顆粒的測試方法
    2.3 測試結果與分析
        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構分析
        2.3.3 碳包鋁納米顆粒的熱學特性分析
    2.4 碳包鋁納米顆粒/石蠟(Al@C/PW)復合相變材料的制備與測試
        2.4.1 碳包鋁納米顆粒/石蠟復合相變材料的制備原料和設備
        2.4.2 碳包鋁納米顆粒/石蠟復合相變材料的制備
        2.4.3 碳包鋁納米顆粒/石蠟復合相變材料的性能分析手段
        2.4.4 碳包鋁納米顆粒/石蠟復合相變材料的熱學特性分析
        2.4.5 碳包鋁納米顆粒/石蠟復合相變材料的熱穩(wěn)定性分析
        2.4.6 碳包鋁納米顆粒/石蠟復合相變材料的導熱性能分析
        2.4.7 Al@C/PW復合相變材料熱傳導機理分析
    2.5 電池散熱性能測試
        2.5.1 實驗材料和儀器
        2.5.2 電池散熱性能測試方法
        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
第三章 動力電池管理系統(tǒng)的硬件電路設計
    3.1 電池管理系統(tǒng)的硬件架構
    3.2 電池管理系統(tǒng)硬件開發(fā)環(huán)境
    3.3 電池管理系統(tǒng)的各模塊硬件設計
        3.3.1 電壓檢測模塊的原理圖設計
        3.3.2 均衡管理模塊的原理圖設計
        3.3.3 SoC評估模塊的原理圖設計
        3.3.4 電池保護模塊的原理圖設計
        3.3.5 電流檢測模塊的原理圖設計
    3.4 電池管理系統(tǒng)的印制電路板的設計與制備
    3.5 本章小結
第四章 動力電池管理系統(tǒng)的軟件程序開發(fā)
    4.1 電池管理系統(tǒng)主程序的運行框架
    4.2 電池管理系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境
    4.3 各模塊軟件驅動程序開發(fā)
        4.3.1 電壓檢測模塊驅動程序開發(fā)
        4.3.2 電池均衡管理模塊底層驅動程序開發(fā)
        4.3.3 SoC評估模塊底層驅動程序開發(fā)
        4.3.4 電池保護模塊底層驅動程序開發(fā)
        4.3.5 電流檢測模塊底層驅動程序開發(fā)
        4.3.6 各模塊通信程序的開發(fā)
    4.4 上位機軟件的開發(fā)和調試
    4.5 電池管理系統(tǒng)的系統(tǒng)調試
        4.5.1 電池充電對比測試
        4.5.2 電池放電對比測試
        4.5.3 電池充電對比結果
        4.5.4 電池放對比結果
    4.6 本章小結
結論
本文特色與創(chuàng)新之處
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
攻讀碩士學位期間參加的課題
致謝
附錄1
附錄2



本文編號：3851744