【摘要】：鋰電池對于工作溫度比較敏感,而以電池表面溫度作為控制指標(biāo)的溫控策略具有局限性。本文以某型純電動客車動力電池為研究對象,結(jié)合實際使用過程中動力電池?zé)峁芾硇枨?針對電池內(nèi)部溫度無法測量問題,建立電池內(nèi)部溫度估算模型,提出溫度均一性評價指標(biāo),分析電池包溫控策略效果。具體研究內(nèi)容如下:本文首先介紹了現(xiàn)有電池內(nèi)部溫度估算方法及溫控策略研究現(xiàn)狀及趨勢。從研究電池生熱、傳熱機理入手,將電池單體從三維簡化為等效熱阻模型,建立電池內(nèi)外部溫度熱平衡方程,分析模型熱參數(shù)理論值。利用實驗室電池測試平臺獲得鋰電池基本特性曲線,通過在電池內(nèi)外部嵌入溫度傳感器獲得多工況下電池內(nèi)外部溫度表現(xiàn),由此計算得到模型熱參數(shù)實驗值并優(yōu)化電池內(nèi)外部溫度表達式,將電池內(nèi)部溫度與電池生熱量解耦。從對電池包結(jié)構(gòu)合理簡化分析出發(fā),確定流道內(nèi)對流換熱系數(shù)估計值�；谏衔碾姵貎�(nèi)部溫度估計方法擴展延伸建立電池模組仿真模型,根據(jù)非穩(wěn)態(tài)傳熱理論分析電池單體溫度分布情況,得到單體電池平均溫度。根據(jù)模組仿真結(jié)果提出溫度均一性評價指標(biāo):電池模組平均溫度與最高溫度差、電池模組最大溫差。仿真結(jié)果表明,電池表面溫度具有觀測局限性。文章最后分析了電池包在預(yù)熱、散熱、保溫下的溫度表現(xiàn)。通過預(yù)熱實驗發(fā)現(xiàn),電池預(yù)熱后內(nèi)外溫度快速趨于一致,基于電池壽命模型分析電池預(yù)熱溫度以15℃為宜。根據(jù)上文建�；A(chǔ)分析不同散熱條件下電池模組內(nèi)外部溫度表現(xiàn)。結(jié)果表明,電池模組內(nèi)最大風(fēng)速2m/s,溫差5℃左右電池模組溫度表現(xiàn)良好。即便具有保溫層,電池包在長時間靜置后溫差同樣超過5℃,基于上述溫度表現(xiàn)提出一種溫度均衡控制策略。本文研究內(nèi)容和結(jié)果對電池包溫度控制策略有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文度更為準(zhǔn)確。SRINIVASAN R[24]研究得到 SEI 膜與電極內(nèi)阻與電池內(nèi)部溫度的對應(yīng)關(guān)系，利用 SEI 膜與電極內(nèi)阻來估算電池內(nèi)部溫度。第二種是利用熱阻等效電路模型估算電池內(nèi)部溫度。FORGEZ C 等人[25,26]建立了單體電池?zé)嶙璧刃щ娐泛喕Ｐ腿鐖D 1.1 所示。利用嵌入電芯內(nèi)部的溫度傳感器來測量電池內(nèi)部溫度，通過電池實驗得到不同放電電流下電池達到穩(wěn)態(tài)時電池內(nèi)外部溫度，進而分析出熱參數(shù)，并利用穩(wěn)態(tài)來估計電池內(nèi)部溫度。其中工況下估計電池內(nèi)部溫度估計最大誤差在 1℃左右。文章中在估算完單體電池內(nèi)部溫度后，沒有后續(xù)對整個電池包內(nèi)外部溫度進行分析。

一般都為卷繞式結(jié)構(gòu)，如圖 2.1 所示，各層材料詳細參數(shù)見表 2.4。圖 2.1 卷繞式電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖2.1 鋰電池生熱量計算2.1.1 鋰電池電化學(xué)反應(yīng)鋰電池電化學(xué)反應(yīng)如公式 2.1 所示：46 充放(1 ) 4 6···············2.1以磷酸鐵鋰為例，簡要介紹一下鋰電池的反應(yīng)機理，充電時，鋰離子從正極經(jīng)過隔膜移動到負(fù)極嵌入到石墨中，，電子從外電路移動到負(fù)極與鋰離子一起結(jié)合形成富鋰化合物，放電時，鋰離子從負(fù)極脫嵌，經(jīng)過隔膜移動到正極，電子通過集流體經(jīng)過外電路流回正極，由此在正負(fù)極間形成電動勢，驅(qū)動外電路中設(shè)備做功。此項反應(yīng)為可逆反應(yīng)，充電過程與其相反，鋰離子從正極材料脫嵌嵌入到負(fù)極石墨中。其中也同時伴隨著小部分的副反應(yīng)，也稱為不可逆反應(yīng)，主要包括電池內(nèi)部材料及電解質(zhì)材料的相變，通常這些反應(yīng)會逐漸減小電池內(nèi)部可用容量。其中溫度和放電倍率對于不可逆?
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72

【參考文獻】

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本文編號：2703224