發(fā)布時間：2021-11-08 04:04

　　隨著電動汽車的迅猛發(fā)展,電動汽車起火事故的頻發(fā)引起了人們對電動汽車安全性的質(zhì)疑,動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的開發(fā)與研究也逐漸受到研究人員的重視。本課題選取18650鋰離子電池作為研究對象,采用基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)的模擬計算和實驗驗證相結(jié)合的技術(shù)路線,對車用動力鋰離子電池的相變冷卻熱管理進(jìn)行研究。首先分析鋰離子電池工作原理和建立電池產(chǎn)熱模型,對電池單體進(jìn)行溫升實驗,獲得電池單體放電過程中的溫升規(guī)律。其次,基于數(shù)據(jù)融合理論,通過HPPC實驗對電池參數(shù)進(jìn)行辨識,利用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法建立18650電池單體內(nèi)阻-SOC擬合模型以獲得電池內(nèi)阻-SOC關(guān)系式,并編寫UDF電池?zé)嵩闯绦?將程序?qū)隒FD軟件中進(jìn)行模擬仿真,驗證模擬計算的可行性,為復(fù)合相變材料電池?zé)峁芾砟M奠定基礎(chǔ)。最后,制備復(fù)合石墨石蠟相變材料,并對比分析添加不同比例和種類的納米粒子對相變材料熱物性的影響。結(jié)合實驗和模擬計算研究復(fù)合相變材料對電池?zé)峁芾淼淖饔?比較復(fù)合相變材料熱物性、電池布置結(jié)構(gòu)對電池冷卻的影響,提出動力電池的相變冷卻熱管理方案。研究結(jié)果表明,在石墨石蠟中添加一定量的納米顆粒可以提高復(fù)合相變材料的導(dǎo)熱性和相變潛熱,有助于增強(qiáng)復(fù)合... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同風(fēng)道結(jié)構(gòu)

第二章鋰離子電池原理及電池單體溫升實驗11負(fù)極化學(xué)反應(yīng)方程式為：ieCLiCL放電充電-xxx（2-1）正極化學(xué)反應(yīng)方程式為：-2-1放電充電2iMOiLLxeMOiLxx（2-2）總反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)方程式為：2-1放電充電2ixCLiMOCMOLiLx（2-3）式子中，M代表金屬離子。鋰離子電池工作原理示意圖如圖2-1所示。圖2-1鋰離子電池的工作原理示意圖結(jié)合公式（2-1）~（2-3）和圖2-1的分析可知，當(dāng)電池充電時，氧化物晶格的鋰離子脫逸出來后，會經(jīng)過電解液，嵌入負(fù)極碳素材料的層狀結(jié)構(gòu)中，此時，正極是貧鋰狀態(tài)，負(fù)極是富鋰狀態(tài)，為保證負(fù)極電荷平衡，需要同時從外部電路提供給負(fù)極電子補(bǔ)償電荷。相反，放電時，鋰離子從碳素材料中脫逸，經(jīng)電解液回到正極并嵌入正極材料的晶格中，結(jié)構(gòu)得以復(fù)原。所以，鋰離子電池進(jìn)行循環(huán)充放電過程就是鋰離子的脫逸和嵌入，而正極材料是提供鋰離子的來源。2.2鋰離子電池的產(chǎn)熱模型和熱物性2.2.1鋰離子電池的產(chǎn)熱模型正如2.1節(jié)中所述，鋰離子電池工作的過程就是離子遷移和化學(xué)反應(yīng)的過程，這些

第二章鋰離子電池原理及電池單體溫升實驗15圖2-2鋰離子電池試驗系統(tǒng)（1）充放電測試儀：實現(xiàn)電池恒流恒功率放電、智能充電，在測試過程中，可以檢測記錄電池的電流和電壓。充放電電流范圍為0~12A，充放電電壓范圍為0~5V，精度為±0.05%FS，適用于單體電池測試。（2）恒溫箱：模擬電池的環(huán)境溫度，使電池處以一個恒溫環(huán)境，設(shè)備型號為：HT-TH-P-150R，溫度范圍為-40~150℃。（3）溫度傳感器：探測鋰離子電池某點溫度，測量范圍為-50~700℃，精度為±0.05%RD，響應(yīng)時間為20ms。該試驗系統(tǒng)的主要功能有：（1）實現(xiàn)鋰離子電池單體不同倍率放電，考慮實驗安全的情況下，本文主要研究1C、2C、3C倍率；（2）實現(xiàn)鋰離子電池單體在不同環(huán)境溫度里，結(jié)合大氣溫度和汽車電池的環(huán)境溫度考慮，本文選取25℃和40℃為鋰離子電池的環(huán)境溫度。（3）測試鋰離子電池單體在不同環(huán)境溫度下不同放電倍率的溫升特性；（4）測試鋰離子電池單體在不同環(huán)境溫度下不同放電倍率的HPPC特性。2.3.218650電池單體溫升實驗為獲得鋰離子電池的溫度實驗數(shù)據(jù)，選用同一鋰離子電池單體上的5個位置作為溫度測點（如圖2-3所示）。為提高溫度傳感器檢測的準(zhǔn)確性，在18650電池單體和溫度傳感器接觸面間涂覆導(dǎo)熱硅膠（一種高導(dǎo)熱絕緣有機(jī)硅材料）并用絕緣膠帶固定。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]動力電池?zé)崽匦苑治黾袄鋮s系統(tǒng)優(yōu)化[D]. 賈春輝.吉林大學(xué) 2019
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[3]面向電力設(shè)備溫度監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合算法研究[D]. 朱尚聰.上海電機(jī)學(xué)院 2018
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本文編號：3482966