本文關(guān)鍵詞：鋰離子動(dòng)力電池?zé)崽匦越Ｅc加熱方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電動(dòng)汽車鋰離子動(dòng)力電池性能、壽命與工作溫度密切相關(guān)。一方面,電池工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量,從而引起電池溫度的升高,因此電池生熱特性研究是電池?zé)峁芾淼幕A(chǔ);另一方面,電池在低溫下充放電性能降低,可釋放容量衰減導(dǎo)致電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程縮短,因此電池低溫加熱研究很有必要。基于此,本文將對(duì)鋰離子電池的生熱特性和低溫加熱方法進(jìn)行研究,研究?jī)?nèi)容如下:(1)針對(duì)圓柱形鋰電池結(jié)構(gòu),采用徑向分層方式建立電池生熱模型,針對(duì)方形鋁塑膜鋰電池,由于其側(cè)面較大且為薄平板形狀,采用整體均質(zhì)等效進(jìn)行生熱特性建模;為了獲得電池生熱模型參數(shù),采用了基于遺傳算法的參數(shù)辨識(shí)方法。(2)為了驗(yàn)證生熱模型的正確性,對(duì)圓柱形18650電池模塊和方形鋁塑膜電池模塊進(jìn)行恒流放電溫升特性實(shí)驗(yàn),同時(shí)結(jié)合電池等效電路模型仿真得到任意倍率下電池工況數(shù)據(jù),對(duì)兩種電池的生熱模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明了上述模型的正確性和有效性。(3)在電池低溫加熱方法研究方面,開(kāi)展了電池正弦交流電內(nèi)部加熱法研究,以18650電池模塊為對(duì)象進(jìn)行建模研究,首先進(jìn)行單一頻率建模,并推廣到任意頻率,從而建立起正弦交流電加熱模型;然后對(duì)電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明交流電加熱能使電池快速升溫,并且電池容量也沒(méi)有衰減;最后利用實(shí)驗(yàn)中獲取的溫升特性與加熱模型仿真出的溫升特性進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明加熱模型很好的反映了實(shí)驗(yàn)中的溫升特性。(4)此外,開(kāi)展了電池模組外部PTC自加熱方法研究,以方形鋁塑膜電池組為對(duì)象,分析了自加熱的傳熱原理,電池自加熱放電的生熱原理等,并建立了導(dǎo)熱模型;實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究了外部取電和自取電PTC加熱情況,并對(duì)加熱效果進(jìn)行了分析,確定了電池自生熱和PTC生熱的生熱率;最后建立基于Fluent的熱仿真模型,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比從而驗(yàn)證了模型的正確性。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子動(dòng)力電池 熱特性建模 交流電加熱 PTC自加熱
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72;TM912
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題研究的背景與意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-18
• 1.2.1 電池?zé)崽匦越Ｑ芯楷F(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 電池?zé)峁芾硌芯楷F(xiàn)狀11-18
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 第2章 鋰離子電池生熱特性建模19-33
• 2.1 鋰離子電池工作原理和生熱原理19-20
• 2.2 圓柱形電池徑向分層生熱特性建模20-26
• 2.3 方形電池整體生熱特性建模26-27
• 2.4 基于遺傳算法的電池?zé)嵛镄詤?shù)辨識(shí)27-31
• 2.5 本章小結(jié)31-33
• 第3章 電池模塊恒流放電生熱模型驗(yàn)證33-47
• 3.1 電池模塊恒流放電溫升實(shí)驗(yàn)特性33-36
• 3.2 電池模塊恒流放電等效電路模型36-40
• 3.2.1 Thevenin模型介紹36-38
• 3.2.2 Thevenin模型驗(yàn)證38-40
• 3.3 圓柱形電池恒流放電生熱模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證40-44
• 3.4 方形電池恒流放電生熱模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證44-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第4章 電池正弦交流電加熱建模與實(shí)驗(yàn)研究47-65
• 4.1 正弦交流電加熱理論分析47-48
• 4.2 正弦交流電加熱建模研究48-56
• 4.2.1 模型參數(shù)的獲取48-51
• 4.2.2 單一頻率的建模方法51-54
• 4.2.3 任意頻率的建模方法54-56
• 4.3 正弦交流電加熱實(shí)驗(yàn)研究56-60
• 4.3.1 正弦交流電加熱溫升實(shí)驗(yàn)特性57-59
• 4.3.2 加熱與不加熱的放電情況對(duì)比59
• 4.3.3 正弦交流電加熱對(duì)電池容量的影響59-60
• 4.4 正弦交流電加熱模型驗(yàn)證60-64
• 4.4.1 單一頻率模型的驗(yàn)證60-61
• 4.4.2 任意頻率模型的驗(yàn)證61-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第5章 電池組PTC自加熱建模與實(shí)驗(yàn)研究65-88
• 5.1 電池組PTC自加熱理論分析65-72
• 5.1.1 關(guān)于PTC自加熱方法的傳熱學(xué)理論基礎(chǔ)65-66
• 5.1.2 關(guān)于PTC自加熱方法的具體傳熱學(xué)分析66-68
• 5.1.3 關(guān)于自加熱過(guò)程中電池放電生熱的理論分析68-69
• 5.1.4 電池導(dǎo)熱微分方程的建立69-72
• 5.2 電池組PTC自加熱實(shí)驗(yàn)研究72-79
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)方案72-73
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析73-79
• 5.3 電池組PTC自加熱生熱率計(jì)算79-82
• 5.4 基于Fluent的電池組PTC自加熱仿真82-87
• 5.4.1 模型簡(jiǎn)化82-83
• 5.4.2 幾何模型的建立83-84
• 5.4.3 Fluent仿真結(jié)果分析84-87
• 5.5 本章小結(jié)87-88
• 結(jié)論與展望88-90
• 1.全文總結(jié)88-89
• 2.本文創(chuàng)新點(diǎn)89
• 3.進(jìn)一步工作展望89-90
• 參考文獻(xiàn)90-95
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單95-96
• 致謝96

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