動(dòng)力鋰電池內(nèi)部溫度估計(jì)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-15 22:53
近些年隨著國(guó)家對(duì)電動(dòng)汽車行業(yè)的大力支持,電動(dòng)汽車行業(yè)得到了蓬勃的發(fā)展。動(dòng)力鋰電池作為電動(dòng)汽車的主要儲(chǔ)能載體,其安全使用問(wèn)題一直受到了廣泛的關(guān)注,鋰電池?zé)崾Э貙?dǎo)致的安全問(wèn)題逐漸得到越來(lái)越多人的高度重視。鋰電池發(fā)生熱失控風(fēng)險(xiǎn)的主要原因在于內(nèi)部溫度與外部表面溫度表現(xiàn)出高度不一致,隨著放電的持續(xù)進(jìn)行,這種溫度差異由于積累導(dǎo)致越來(lái)越大,輕則導(dǎo)致電池組損壞無(wú)法正常工作,重則可能會(huì)發(fā)生爆炸危險(xiǎn),從而給使用者帶去很大的安全隱患。為避免鋰電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生,鋰電池內(nèi)部溫度需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制,在鋰電池正常使用時(shí),其外部表面溫度可以通過(guò)傳感器直接測(cè)量獲取,內(nèi)部溫度無(wú)法合理測(cè)量,從而鋰電池內(nèi)部溫度的準(zhǔn)確估計(jì)是實(shí)現(xiàn)電池安全可靠熱管理的關(guān)鍵。鑒于上述問(wèn)題,本文以實(shí)現(xiàn)鋰電池內(nèi)部溫度估計(jì)研究展開。首先對(duì)鋰電池的溫度特性進(jìn)行分析,并安排了與鋰電池內(nèi)部溫度變化的相關(guān)實(shí)驗(yàn),并在不同環(huán)境溫度下,分析電池內(nèi)部溫度與表面溫度變化,從鋰電池內(nèi)部溫度與表面溫度差異出發(fā),著重研究產(chǎn)生這種差異的原因,從而為下文對(duì)鋰電池進(jìn)行熱建模時(shí)提供合理的依據(jù)。為準(zhǔn)確估計(jì)鋰電池內(nèi)部溫度,建立較為準(zhǔn)確的鋰電池?zé)崮P陀葹橹匾。在建立熱模型時(shí),文中充分綜合...
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
BMS功能Fig1.1FunctionsofBMS在安全使用方面,鋰電池在使用過(guò)程中,由于內(nèi)部的放熱反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部熱狀態(tài)和壓力以較快速率上升,從而將能量浪費(fèi)掉,導(dǎo)致“熱失控”危險(xiǎn)的發(fā)生,熱失控風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的主要原因在于當(dāng)環(huán)境因素(主要是溫度因素)變化幅度較
第一章 緒論電短路、快速放電、過(guò)度放電、制造缺陷和設(shè)計(jì)不良或機(jī)械損壞等等。使用電池,一旦某節(jié)電池單元進(jìn)入熱失控狀態(tài),就會(huì)產(chǎn)生足夠多的熱量,使得相電池單元也進(jìn)入熱失控狀態(tài),引起整個(gè)電池組每節(jié)電池單元輪流破裂并釋放物質(zhì),就會(huì)產(chǎn)生一種反復(fù)燃燒的火焰。大量的實(shí)驗(yàn)證明,鋰電池在高溫環(huán)境用時(shí)會(huì)發(fā)生一系列副反應(yīng),在低溫環(huán)境下使用時(shí)內(nèi)部產(chǎn)熱速率急劇增快,進(jìn)成整車電池組溫度極為不均衡[11],從而造成難以想象的惡劣后果,導(dǎo)致鋰電用難以繼續(xù)推廣和發(fā)展。鋰電池由于熱失控引起的自燃如圖 1.2。
圖 1.3 導(dǎo)熱過(guò)程Fig 1.3 Thermal process熱過(guò)程是指鋰電池內(nèi)部產(chǎn)生的熱量傳遞到鋰鋰電池內(nèi)部中心區(qū)域與表面之間組成的鏈接合組成,鏈接部分在后期的制作工藝過(guò)程中池內(nèi)部中心區(qū)域與表面之間進(jìn)行熱量傳導(dǎo),。鋰電池?zé)岷纳⑦^(guò)程是指鋰電池表面熱量耗與鋰電池外表面接觸的空氣介質(zhì)將鋰電池表電池?zé)岷纳㈦A段就是與外界空氣進(jìn)行對(duì)流換電池?zé)崮P偷牟粩嘌芯,現(xiàn)有鋰電池?zé)崮P蜆?gòu)造原理。主要有電化學(xué)熱耦合模型及電熱學(xué)熱耦合描述鋰電池正常工作時(shí)內(nèi)部發(fā)生的[29-32]。就單體鋰電池內(nèi)部產(chǎn)熱機(jī)理方面分析,如式(1.7)右側(cè)四項(xiàng),第一項(xiàng)表示鋰電池
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于IUPF算法與可變參數(shù)電池模型的SOC估計(jì)方法[J]. 劉新天,李賀,何耀,鄭昕昕,曾國(guó)建. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[2]基于可變溫度模型的鋰電池SOC估計(jì)方法[J]. 何耀,曹成榮,劉新天,鄭昕昕,曾國(guó)建. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2018(01)
[3]2001年~2015年我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策綜述[J]. 黃藝苗. 汽車工業(yè)研究. 2017(07)
[4]反應(yīng)合成溫度對(duì)鋰離子電池正極材料聚氧鉬酸鹽電化學(xué)性能的影響(英文)[J]. 李文良,倪爾福,李新海,郭華軍. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(10)
[5]考慮溫度影響的鋰電池功率狀態(tài)估計(jì)[J]. 劉新天,何耀,曾國(guó)建,鄭昕昕. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(13)
[6]正極漿料分散對(duì)鋰離子電池內(nèi)阻的影響[J]. 苗萌,朱曉輝,張寶. 電池. 2016(03)
[7]中國(guó)新能源汽車行業(yè)發(fā)展的政策歷程淺析[J]. 錢翌,宋開慧,張培棟,王卉卉,徐艷. 青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2016(01)
[8]電動(dòng)汽車鋰離子電池釋熱機(jī)理及電熱耦合模型[J]. 宋士剛,李小平. 電源技術(shù). 2016(02)
[9]方形鋰離子電池的卷繞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 劉開宇,吳坤裝,唐有根,桑商斌. 電池. 2015(04)
[10]非均勻采樣正弦波形的最小二乘擬合算法[J]. 梁志國(guó),朱振宇. 計(jì)量學(xué)報(bào). 2014 (05)
博士論文
[1]促進(jìn)我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的財(cái)稅政策研究[D]. 顧瑞蘭.財(cái)政部財(cái)政科學(xué)研究所 2013
[2]鋰離子電池的熱電化學(xué)研究及其電極材料的計(jì)算與模擬[D]. 宋劉斌.中南大學(xué) 2013
[3]鋰離子電池的熱效應(yīng)及其安全性能的研究[D]. 黃倩.復(fù)旦大學(xué) 2007
碩士論文
[1]中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策研究[D]. 王淳.西南石油大學(xué) 2015
[2]基于ERT的動(dòng)力電池內(nèi)部溫度測(cè)量方法研究[D]. 尹文偉.華南理工大學(xué) 2013
[3]等效源法在三維各向異性媒質(zhì)熱傳導(dǎo)問(wèn)題中的應(yīng)用研究[D]. 肖雋翀.上海交通大學(xué) 2013
[4]大容量鋰離子動(dòng)力電池充放電過(guò)程熱特性研究[D]. 任保福.北京交通大學(xué) 2012
[5]電動(dòng)汽車電池溫度場(chǎng)之分析及應(yīng)用[D]. 吳斌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號(hào):3396969
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
BMS功能Fig1.1FunctionsofBMS在安全使用方面,鋰電池在使用過(guò)程中,由于內(nèi)部的放熱反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部熱狀態(tài)和壓力以較快速率上升,從而將能量浪費(fèi)掉,導(dǎo)致“熱失控”危險(xiǎn)的發(fā)生,熱失控風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的主要原因在于當(dāng)環(huán)境因素(主要是溫度因素)變化幅度較
第一章 緒論電短路、快速放電、過(guò)度放電、制造缺陷和設(shè)計(jì)不良或機(jī)械損壞等等。使用電池,一旦某節(jié)電池單元進(jìn)入熱失控狀態(tài),就會(huì)產(chǎn)生足夠多的熱量,使得相電池單元也進(jìn)入熱失控狀態(tài),引起整個(gè)電池組每節(jié)電池單元輪流破裂并釋放物質(zhì),就會(huì)產(chǎn)生一種反復(fù)燃燒的火焰。大量的實(shí)驗(yàn)證明,鋰電池在高溫環(huán)境用時(shí)會(huì)發(fā)生一系列副反應(yīng),在低溫環(huán)境下使用時(shí)內(nèi)部產(chǎn)熱速率急劇增快,進(jìn)成整車電池組溫度極為不均衡[11],從而造成難以想象的惡劣后果,導(dǎo)致鋰電用難以繼續(xù)推廣和發(fā)展。鋰電池由于熱失控引起的自燃如圖 1.2。
圖 1.3 導(dǎo)熱過(guò)程Fig 1.3 Thermal process熱過(guò)程是指鋰電池內(nèi)部產(chǎn)生的熱量傳遞到鋰鋰電池內(nèi)部中心區(qū)域與表面之間組成的鏈接合組成,鏈接部分在后期的制作工藝過(guò)程中池內(nèi)部中心區(qū)域與表面之間進(jìn)行熱量傳導(dǎo),。鋰電池?zé)岷纳⑦^(guò)程是指鋰電池表面熱量耗與鋰電池外表面接觸的空氣介質(zhì)將鋰電池表電池?zé)岷纳㈦A段就是與外界空氣進(jìn)行對(duì)流換電池?zé)崮P偷牟粩嘌芯,現(xiàn)有鋰電池?zé)崮P蜆?gòu)造原理。主要有電化學(xué)熱耦合模型及電熱學(xué)熱耦合描述鋰電池正常工作時(shí)內(nèi)部發(fā)生的[29-32]。就單體鋰電池內(nèi)部產(chǎn)熱機(jī)理方面分析,如式(1.7)右側(cè)四項(xiàng),第一項(xiàng)表示鋰電池
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于IUPF算法與可變參數(shù)電池模型的SOC估計(jì)方法[J]. 劉新天,李賀,何耀,鄭昕昕,曾國(guó)建. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[2]基于可變溫度模型的鋰電池SOC估計(jì)方法[J]. 何耀,曹成榮,劉新天,鄭昕昕,曾國(guó)建. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2018(01)
[3]2001年~2015年我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策綜述[J]. 黃藝苗. 汽車工業(yè)研究. 2017(07)
[4]反應(yīng)合成溫度對(duì)鋰離子電池正極材料聚氧鉬酸鹽電化學(xué)性能的影響(英文)[J]. 李文良,倪爾福,李新海,郭華軍. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(10)
[5]考慮溫度影響的鋰電池功率狀態(tài)估計(jì)[J]. 劉新天,何耀,曾國(guó)建,鄭昕昕. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(13)
[6]正極漿料分散對(duì)鋰離子電池內(nèi)阻的影響[J]. 苗萌,朱曉輝,張寶. 電池. 2016(03)
[7]中國(guó)新能源汽車行業(yè)發(fā)展的政策歷程淺析[J]. 錢翌,宋開慧,張培棟,王卉卉,徐艷. 青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2016(01)
[8]電動(dòng)汽車鋰離子電池釋熱機(jī)理及電熱耦合模型[J]. 宋士剛,李小平. 電源技術(shù). 2016(02)
[9]方形鋰離子電池的卷繞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 劉開宇,吳坤裝,唐有根,桑商斌. 電池. 2015(04)
[10]非均勻采樣正弦波形的最小二乘擬合算法[J]. 梁志國(guó),朱振宇. 計(jì)量學(xué)報(bào). 2014 (05)
博士論文
[1]促進(jìn)我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的財(cái)稅政策研究[D]. 顧瑞蘭.財(cái)政部財(cái)政科學(xué)研究所 2013
[2]鋰離子電池的熱電化學(xué)研究及其電極材料的計(jì)算與模擬[D]. 宋劉斌.中南大學(xué) 2013
[3]鋰離子電池的熱效應(yīng)及其安全性能的研究[D]. 黃倩.復(fù)旦大學(xué) 2007
碩士論文
[1]中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策研究[D]. 王淳.西南石油大學(xué) 2015
[2]基于ERT的動(dòng)力電池內(nèi)部溫度測(cè)量方法研究[D]. 尹文偉.華南理工大學(xué) 2013
[3]等效源法在三維各向異性媒質(zhì)熱傳導(dǎo)問(wèn)題中的應(yīng)用研究[D]. 肖雋翀.上海交通大學(xué) 2013
[4]大容量鋰離子動(dòng)力電池充放電過(guò)程熱特性研究[D]. 任保福.北京交通大學(xué) 2012
[5]電動(dòng)汽車電池溫度場(chǎng)之分析及應(yīng)用[D]. 吳斌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號(hào):3396969
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