本文關(guān)鍵詞：基于ERT的動力電池內(nèi)部視電阻率溫度特性與安全狀態(tài)監(jiān)測研究

  更多相關(guān)文章： 視電阻率 溫度檢測 安全狀態(tài) 動力電池 電阻層析成像

【摘要】：電動汽車是新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展核心,動力電池組作為其能量來源,頻繁因過熱短路產(chǎn)生漏液、起火甚至爆炸等安全事件,制約著新能源汽車的快速發(fā)展。本文以“基于ERT的動力電池內(nèi)部視電阻率溫度特性與安全狀態(tài)監(jiān)測研究”為題,采用電阻層析成像技術(shù)研究動力電池內(nèi)部視電阻率溫度特性,實(shí)現(xiàn)動力電池內(nèi)部溫度測量并確定高溫鼓包失效狀態(tài)臨界條件,為動力電池安全狀態(tài)評判提供參考依據(jù)。研究工作得到2012年度粵港關(guān)鍵領(lǐng)域項(xiàng)目(2012A090200005)、中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)資助重點(diǎn)項(xiàng)目(2014ZG0016)以及佛山市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014HK100265)、廣州市事故模擬仿真與物證溯源技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(201509010008)的資助。論文分析動力電池安全測試方法、溫度檢測技術(shù)以及電阻層析成像技術(shù)的國內(nèi)外研究進(jìn)展,設(shè)計(jì)視電阻率檢測系統(tǒng)平臺和FPC柔性傳感器,對動力電池內(nèi)部視電阻率溫度特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,評判動力電池組高溫失效狀態(tài)臨界條件。論文主要內(nèi)容如下:①基于四電極法優(yōu)化ERT傳感電極,確定圓形紫銅電極作為電極陣列基本單元;研制動力電池視電阻率測量系統(tǒng),并進(jìn)行系統(tǒng)性能測試。測試結(jié)果表明,系統(tǒng)重復(fù)測量誤差為0.0824‰,上位機(jī)圖像反演誤差為1%,滿足實(shí)際測試需求。②基于二維有限元模型進(jìn)行動力電池生熱仿真和ERT電場仿真,設(shè)計(jì)二維ERT實(shí)驗(yàn)確定鋼殼錳酸鐵鋰動力電池內(nèi)部視電阻率溫度特性符合Logistical曲線規(guī)律。剩余電量影響視電阻率溫度特性曲線在垂直方向上的偏移程度。提出鋼殼錳酸鐵鋰動力電池內(nèi)部溫度關(guān)系式,散熱過程中計(jì)算內(nèi)部溫度與實(shí)測表面溫度相差4K。③基于三維ERT設(shè)計(jì)FPC柔性傳感器并進(jìn)行性能測試。傳感器結(jié)構(gòu)精巧,材質(zhì)柔韌、機(jī)械應(yīng)力強(qiáng)。測試重復(fù)測量誤差低于0.023%,不受電極片高溫氧化影響�？色@取高靈敏度視電阻率模型,圖像反演誤差不超過2.06%。④設(shè)計(jì)三維ERT實(shí)驗(yàn)研究鋁殼磷酸鐵鋰動力電池內(nèi)部視電阻率與溫度、剩余容量關(guān)系,通過三維視電阻率分布圖像監(jiān)測動力電池組在放電過程中的溫度變化。確定鋁殼磷酸鐵鋰動力電池內(nèi)部溫度計(jì)算式,剩余容量影響動力電池視電阻率低溫特性。在動力電池組放電過程中,其內(nèi)部溫度計(jì)算值與表面溫度相差5.7K,并產(chǎn)生15min熱傳播延遲。⑤研究動力電池內(nèi)部視電阻率高溫特性(90℃~160℃),確定動力電池組高溫鼓包失效臨界條件:失效過渡區(qū)間145℃~150℃,鼓包溫度145℃,失效溫度150℃。研制的視電阻率測試系統(tǒng)、FPC柔性傳感器結(jié)合基于視電阻率的動力電池內(nèi)部溫度檢測理論可應(yīng)用于動力電池組安全狀態(tài)在線監(jiān)測,為動力電池組在線安全運(yùn)行提供技術(shù)保障和支持。
【關(guān)鍵詞】：視電阻率 溫度檢測 安全狀態(tài) 動力電池 電阻層析成像
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72;TM912
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 符號縮寫表12-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 課題背景及研究意義13-15
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展15-21
• 1.2.1 動力電池安全測試方法國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)15-16
• 1.2.2 動力電池溫度檢測國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)16-19
• 1.2.3 電阻層析成像技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)19-21
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容21-23
• 第二章 動力電池內(nèi)部視電阻率檢測平臺設(shè)計(jì)23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 基于ERT的視電阻率測量模式23-26
• 2.2.1 四電極探針法23-25
• 2.2.2 探測深度與電流密度25-26
• 2.3 ERT傳感器電極優(yōu)化設(shè)計(jì)26-28
• 2.3.1 電極材料26-27
• 2.3.2 電極形狀與大小27-28
• 2.4 檢測系統(tǒng)平臺設(shè)計(jì)28-32
• 2.4.1 硬件系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)28-31
• 2.4.2 軟件系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)31-32
• 2.5 檢測系統(tǒng)性能測試32-34
• 2.5.1 重復(fù)性試驗(yàn)32-33
• 2.5.2 圖像反演效果33-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 第三章 二維ERT動力電池內(nèi)部視電阻率溫度特性研究35-55
• 3.1 引言35
• 3.2 基于二維ERT的動力電池?zé)崮Ｐ?/span>35-39
• 3.2.1 動力電池生熱原理35-36
• 3.2.2 動力電池二維有限元模型36-39
• 3.3 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析39-41
• 3.3.1 熱仿真與ERT電場仿真39-40
• 3.3.2 視電阻率與溫度關(guān)系40-41
• 3.4 動力電池二維ERT實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)41-44
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備42-43
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)方案43-44
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析44-54
• 3.5.1 均勻溫度對視電阻率的影響44-48
• 3.5.2 動力電池內(nèi)部溫度的確定48-50
• 3.5.3 剩余電量對視電阻率的影響50-53
• 3.5.4 視電阻率溫度特性效果評估53-54
• 3.6 本章小結(jié)54-55
• 第四章 三維ERT動力電池內(nèi)部視電阻率溫度特性研究55-73
• 4.1 引言55
• 4.2 三維面陣列ERT傳感器設(shè)計(jì)55-56
• 4.3 傳感器性能測試56-64
• 4.3.1 靜態(tài)溫度下的重復(fù)性測試57-59
• 4.3.2 動態(tài)溫度下的誤差評估59-60
• 4.3.3 高溫氧化誤差影響60-61
• 4.3.4 模型視電阻率的反演圖像評估61-64
• 4.4 動力電池三維ERT實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)64-66
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備64-65
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)方案65-66
• 4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析66-71
• 4.5.1 均勻溫度分布對視電阻率影響66-67
• 4.5.2 剩余容量與視電阻率溫度特性67-70
• 4.5.3 動力電池組放電實(shí)驗(yàn)評估70-71
• 4.6 本章小結(jié)71-73
• 第五章 動力電池組高溫鼓包失效狀態(tài)評估73-84
• 5.1 引言73
• 5.2 動力電池組高溫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)73-75
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備73-74
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)方案74-75
• 5.3 高溫環(huán)境下動力電池視電阻率溫度特性研究75-78
• 5.3.1 鋼殼錳酸鐵鋰動力電池組高溫測試75-77
• 5.3.2 鋁殼磷酸鐵鋰動力電池組高溫測試77-78
• 5.4 動力電池高溫鼓包失效狀態(tài)評估78-82
• 5.4.1 動力電池高溫鼓包失效狀態(tài)79-80
• 5.4.2 視電阻率分布圖像評估80-82
• 5.5 本章小結(jié)82-84
• 結(jié)論與展望84-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果90-91
• 致謝91-92
• 附件92

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 吳凱;張耀;曾毓群;楊軍;;鋰離子電池安全性能研究[J];化學(xué)進(jìn)展;2011年Z1期

2 李英,黃志堯,王保良,李海青;兩相流檢測18電極ERT系統(tǒng)軟場特性研究[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2002年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 汪婧;ECT/ERT雙模態(tài)陣列電極優(yōu)化設(shè)計(jì)及其正問題研究[D];天津大學(xué);2008年

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本文編號：820426