隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng),以及當(dāng)今世界能源短缺與環(huán)境污染的現(xiàn)狀,汽車行業(yè)專注于開發(fā)環(huán)保節(jié)能型汽車的研制,但當(dāng)今新能源汽車中的鋰離子電池存在的問題限制了其進(jìn)一步的發(fā)展。為了解決目前電池存在的一些問題,本文設(shè)計了鋰離子電池膨脹力及位移測試試驗臺,通過有限元仿真與電池充放電實驗驗證了試驗臺的可靠性,并以通過試驗臺獲得的電池充放電數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),基于參數(shù)識別建立了鋰離子電池單體唯象多物理模型,包括1D膨脹位移模型和1D膨脹力模型。本文研究內(nèi)容具體包括:（1）設(shè)計了鋰離子電池膨脹力及位移測試試驗臺各個系統(tǒng)的硬件,重點(diǎn)設(shè)計開發(fā)了試驗臺測試系統(tǒng)中的測試裝置,并通過結(jié)構(gòu)分析比較了不同設(shè)計方案的優(yōu)劣性;編寫了試驗臺數(shù)據(jù)采集程序。（2）提出了一種在有限元仿真過程中等效鋰離子電池由于充放電引起的膨脹現(xiàn)象的方法,即將電池僅由溫度變化引起的膨脹與實際充放電過程中由熱-機(jī)-電耦合作用產(chǎn)生的膨脹等效,完成了試驗臺的有限元仿真驗證;通過分析試驗臺獲得的實驗數(shù)據(jù)完成了試驗臺的可靠性驗證。（3）基于鋰離子電池表面溫度變化的不同將1D膨脹位移模型分為鋰離子嵌入膨脹位移模型與熱膨脹位移模型兩部分,并基于熱膨脹理論推導(dǎo)得到熱膨脹位移... 

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 鋰離子電池
        1.2.1 鋰離子電池分類
        1.2.2 鋰離子電池反應(yīng)機(jī)理
        1.2.3 鋰離子電池反應(yīng)熱行為
    1.3 鋰離子電池體積變化研究現(xiàn)狀
    1.4 鋰離子電池力學(xué)性能研究現(xiàn)狀
    1.5 課題研究目標(biāo)及主要內(nèi)容
第二章 鋰離子電池膨脹力及位移測試試驗臺的開發(fā)
    2.1 引言
    2.2 試驗臺硬件部件
        2.2.1 鋰離子電池充放電系統(tǒng)
        2.2.2 環(huán)境控制系統(tǒng)
        2.2.3 鋰離子電池測試系統(tǒng)
        2.2.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        2.2.5 鋰離子電池膨脹力及位移測試試驗臺具體實驗方法
    2.3 軟件部分
        2.3.1 膨脹力的采集程序
        2.3.2 膨脹位移的采集程序
    2.4 本章小結(jié)
第三章 試驗臺有限元仿真及試驗驗證
    3.1 引言
    3.2 試驗臺有限元仿真分析方法
        3.2.1 熱力耦合的能量守恒方程
        3.2.2 熱力耦合的有限元方程
    3.3 試驗臺有限元仿真過程及結(jié)果
        3.3.1 試驗臺三維仿真模型的建立
        3.3.2 試驗臺三維仿真模型參數(shù)
        3.3.3 鋰離子電池三維仿真模型參數(shù)
        3.3.4 有限元仿真結(jié)果分析
    3.4 試驗驗證及數(shù)據(jù)分析
        3.4.1 膨脹位移數(shù)據(jù)
        3.4.2 膨脹力數(shù)據(jù)
        3.4.3 膨脹力-膨脹位移數(shù)據(jù)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 膨脹力-膨脹位移的唯象多物理模型的建立方法
    4.1 引言
    4.2 1D膨脹位移模型
        4.2.1 1D膨脹位移模型原理
        4.2.2 1D膨脹位移模型所需的充放電實驗
    4.3 1D膨脹力模型
        4.3.1 1D膨脹力模型原理
        4.3.2 1D膨脹力模型所需要的充放電實驗
    4.4 膨脹力-膨脹位移的唯象多物理模型擬合方法
        4.4.1 多項式回歸擬合
        4.4.2 基于LM法的非線性最小二乘
    4.5 本章小結(jié)
第五章 膨脹力-膨脹位移的唯象多物理模型的建立與驗證
    5.1 引言
    5.2 1D膨脹位移模型
        5.2.1 鋰離子嵌入膨脹位移模型
        5.2.2 熱膨脹位移模型
        5.2.3 核心溫度模型在1D膨脹位移模型中的作用
    5.3 1D膨脹力模型
        5.3.1 電池等效剛度參數(shù)化
        5.3.2 1D膨脹力模型
        5.3.3 不同預(yù)載荷條件對電池實際放電容量的影響
    5.4 本章小結(jié)
全文總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[4]稅收優(yōu)惠對中國汽車產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新的影響效應(yīng)分析[D]. 鞏雙.上海海關(guān)學(xué)院 2019
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本文編號：3670418