基于風(fēng)冷散熱的電動(dòng)汽車鋰電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)建模和溫度控制研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-18 05:51
由于資源和環(huán)境的雙重壓力,越來越多的國家開始研究和開發(fā)電動(dòng)汽車進(jìn)而來取代傳統(tǒng)的燃油汽車,鋰離子電池被認(rèn)為是電動(dòng)汽車的最佳能源選擇。鋰離子電池在工作的時(shí)候會(huì)放出很多的熱量,溫度過低或者過高對(duì)電池的容量以及壽命都會(huì)有影響,其在298K-313K具有最佳的性能。在一些極端工況下,電池表面和核芯之間的最大溫差可能達(dá)到10K,會(huì)導(dǎo)致核芯溫度比表面溫度更早達(dá)到臨界點(diǎn),最終導(dǎo)致電池包熱失控甚至爆炸。因此需要設(shè)計(jì)高效的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)對(duì)電池的核芯溫度進(jìn)行調(diào)節(jié),這對(duì)于提升電池的性能以及確保電動(dòng)汽車的安全具有十分重要的意義。本文采用風(fēng)冷的散熱方式,主要研究如下:首先,建立風(fēng)冷散熱的多狀態(tài)電池組降階熱模型(Reduced order model,ROM)。通過分析電池的生熱特性,電池核芯和表面之間的導(dǎo)熱特性以及表面和空氣之間的傳熱特性,根據(jù)牛頓冷卻定律和Newman的產(chǎn)熱理論,將電池模型分為核芯、表面、空氣三部分,建立了內(nèi)阻隨溫度時(shí)變的電池組ROM。然后通過(Hybrid Pulse Power Characteristic,HPPC)內(nèi)阻測試實(shí)驗(yàn)獲得電池內(nèi)阻和溫度之間的關(guān)系,并通過遺忘最小二乘法對(duì)電池組RO...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
電池?zé)崮P徒Y(jié)構(gòu)示意圖
電池內(nèi)阻測試系統(tǒng)如圖2.2所示。電池內(nèi)阻測試實(shí)驗(yàn)主要用到的設(shè)備有:一臺(tái)深圳新威爾公司生產(chǎn)的電池檢測設(shè)備(5V 6A),一臺(tái)廣東東莞勤卓環(huán)境測試設(shè)備有限公司生產(chǎn)的LK-80G可程式恒溫恒濕箱,以及一臺(tái)電腦和若干導(dǎo)線。本文實(shí)驗(yàn)選用的目標(biāo)電池是A123 26650磷酸鐵鋰電池,目標(biāo)電池的相關(guān)參數(shù)如表2.1所示。新威爾電池檢測設(shè)備是一臺(tái)用來對(duì)電池進(jìn)行充放電的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,它與計(jì)算機(jī)、新威爾電池充放電檢測設(shè)備軟件組成一套充放電系統(tǒng)。首先,將計(jì)算機(jī)和充放電機(jī)和恒溫恒濕箱都相連接,用于彼此之間的數(shù)據(jù)傳輸,同時(shí)將放置好電池的恒溫恒濕箱和充放電機(jī)相連接,實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的充放電。然后,電腦上需要安裝上新威爾電池充放電檢測設(shè)備對(duì)應(yīng)的軟件,在計(jì)算機(jī)軟件里面要設(shè)置好電池充放電工步。最后,根據(jù)已經(jīng)設(shè)置好的工步對(duì)電池進(jìn)行相應(yīng)的充放電。
(3)數(shù)據(jù)處理由圖2.3可知,給電池施加一個(gè)脈沖,電壓發(fā)生了突變,放電脈沖產(chǎn)生的ΔV1和充電脈沖產(chǎn)生的ΔV3,這部分對(duì)應(yīng)的是歐姆內(nèi)阻;放電脈沖對(duì)應(yīng)的ΔV2和充電脈沖對(duì)應(yīng)的ΔV4,這是由于極化內(nèi)阻產(chǎn)生的。根據(jù)歐姆定律,電池內(nèi)阻等于每一個(gè)脈沖過程產(chǎn)生的電壓除以脈沖電流。所以電池歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻為
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]考慮測量不確定和輸入飽和的充液航天器自適應(yīng)魯棒控制[J]. 王宏偉,呂書鋒,宋曉娟. 控制理論與應(yīng)用. 2020(07)
[2]網(wǎng)絡(luò)信息流中虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法研究[J]. 盛權(quán)為. 西安工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(03)
[3]基于跡表示和正則化的顯著目標(biāo)檢測算法[J]. 馬曉迪,吳茜茵,金忠. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2018(11)
[4]新能源汽車動(dòng)力電池回收知易行難[J]. 戴麗. 節(jié)能與環(huán)保. 2018(02)
[5]厭氧出水培養(yǎng)好氧顆粒污泥及其微生物多樣性分析[J]. 劉風(fēng)華,宋永會(huì),曾萍,王全紅,韓雙,宋寶華,胡霖. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2014(01)
[6]機(jī)動(dòng)車對(duì)環(huán)境污染不容小覷[J]. 喬永鋒. 中國汽配市場. 2013(03)
[7]鋰離子電池內(nèi)部溫度場的傳遞函數(shù)在線估計(jì)[J]. 劉光明,歐陽明高,盧蘭光,李建秋,梁金華,韓雪冰. 汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2013(01)
[8]基于滑模變結(jié)構(gòu)的復(fù)雜溫度對(duì)象控制研究[J]. 李建青. 計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化. 2012(01)
[9]中國中長期碳減排戰(zhàn)略目標(biāo)初探(Ⅲ)——石油能源產(chǎn)品在交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)中的應(yīng)用和碳減排[J]. 陳俊武,陳香生. 中外能源. 2011(07)
[10]動(dòng)力電池?zé)峁芾鋮s效果實(shí)驗(yàn)[J]. 張國慶,吳忠杰,饒中浩,傅李鵬. 化工進(jìn)展. 2009(07)
碩士論文
[1]基于帕爾貼的溫度觸覺感知裝置溫度控制算法研究[D]. 王延奪.東南大學(xué) 2017
[2]基于無味卡爾曼濾波的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池SOC估計(jì)[D]. 柏慶文.吉林大學(xué) 2013
本文編號(hào):3349322
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
電池?zé)崮P徒Y(jié)構(gòu)示意圖
電池內(nèi)阻測試系統(tǒng)如圖2.2所示。電池內(nèi)阻測試實(shí)驗(yàn)主要用到的設(shè)備有:一臺(tái)深圳新威爾公司生產(chǎn)的電池檢測設(shè)備(5V 6A),一臺(tái)廣東東莞勤卓環(huán)境測試設(shè)備有限公司生產(chǎn)的LK-80G可程式恒溫恒濕箱,以及一臺(tái)電腦和若干導(dǎo)線。本文實(shí)驗(yàn)選用的目標(biāo)電池是A123 26650磷酸鐵鋰電池,目標(biāo)電池的相關(guān)參數(shù)如表2.1所示。新威爾電池檢測設(shè)備是一臺(tái)用來對(duì)電池進(jìn)行充放電的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,它與計(jì)算機(jī)、新威爾電池充放電檢測設(shè)備軟件組成一套充放電系統(tǒng)。首先,將計(jì)算機(jī)和充放電機(jī)和恒溫恒濕箱都相連接,用于彼此之間的數(shù)據(jù)傳輸,同時(shí)將放置好電池的恒溫恒濕箱和充放電機(jī)相連接,實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的充放電。然后,電腦上需要安裝上新威爾電池充放電檢測設(shè)備對(duì)應(yīng)的軟件,在計(jì)算機(jī)軟件里面要設(shè)置好電池充放電工步。最后,根據(jù)已經(jīng)設(shè)置好的工步對(duì)電池進(jìn)行相應(yīng)的充放電。
(3)數(shù)據(jù)處理由圖2.3可知,給電池施加一個(gè)脈沖,電壓發(fā)生了突變,放電脈沖產(chǎn)生的ΔV1和充電脈沖產(chǎn)生的ΔV3,這部分對(duì)應(yīng)的是歐姆內(nèi)阻;放電脈沖對(duì)應(yīng)的ΔV2和充電脈沖對(duì)應(yīng)的ΔV4,這是由于極化內(nèi)阻產(chǎn)生的。根據(jù)歐姆定律,電池內(nèi)阻等于每一個(gè)脈沖過程產(chǎn)生的電壓除以脈沖電流。所以電池歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻為
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]考慮測量不確定和輸入飽和的充液航天器自適應(yīng)魯棒控制[J]. 王宏偉,呂書鋒,宋曉娟. 控制理論與應(yīng)用. 2020(07)
[2]網(wǎng)絡(luò)信息流中虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法研究[J]. 盛權(quán)為. 西安工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(03)
[3]基于跡表示和正則化的顯著目標(biāo)檢測算法[J]. 馬曉迪,吳茜茵,金忠. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2018(11)
[4]新能源汽車動(dòng)力電池回收知易行難[J]. 戴麗. 節(jié)能與環(huán)保. 2018(02)
[5]厭氧出水培養(yǎng)好氧顆粒污泥及其微生物多樣性分析[J]. 劉風(fēng)華,宋永會(huì),曾萍,王全紅,韓雙,宋寶華,胡霖. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2014(01)
[6]機(jī)動(dòng)車對(duì)環(huán)境污染不容小覷[J]. 喬永鋒. 中國汽配市場. 2013(03)
[7]鋰離子電池內(nèi)部溫度場的傳遞函數(shù)在線估計(jì)[J]. 劉光明,歐陽明高,盧蘭光,李建秋,梁金華,韓雪冰. 汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2013(01)
[8]基于滑模變結(jié)構(gòu)的復(fù)雜溫度對(duì)象控制研究[J]. 李建青. 計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化. 2012(01)
[9]中國中長期碳減排戰(zhàn)略目標(biāo)初探(Ⅲ)——石油能源產(chǎn)品在交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)中的應(yīng)用和碳減排[J]. 陳俊武,陳香生. 中外能源. 2011(07)
[10]動(dòng)力電池?zé)峁芾鋮s效果實(shí)驗(yàn)[J]. 張國慶,吳忠杰,饒中浩,傅李鵬. 化工進(jìn)展. 2009(07)
碩士論文
[1]基于帕爾貼的溫度觸覺感知裝置溫度控制算法研究[D]. 王延奪.東南大學(xué) 2017
[2]基于無味卡爾曼濾波的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池SOC估計(jì)[D]. 柏慶文.吉林大學(xué) 2013
本文編號(hào):3349322
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