發(fā)布時(shí)間：2022-10-10 15:34

　　鋰離子電池由于其能量密度高、功率密度高以及循環(huán)壽命長而被用作汽車動(dòng)力電池。然而,在鋰電池的應(yīng)用中,依然存在著一些問題。比如當(dāng)鋰離子電池受外力而過度變形或電池本身溫度過高時(shí),都會(huì)導(dǎo)致電池發(fā)生膨脹甚至起火爆炸。因此,鋰電池的相關(guān)應(yīng)用以及使用安全性成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)和研究的重點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)了一種新的電池模塊結(jié)構(gòu)來組成汽車動(dòng)力電池包。比起其他電池模塊結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基于蜂窩結(jié)構(gòu)并使用加強(qiáng)骨架來增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。而且,這種結(jié)構(gòu)能夠更好地保護(hù)內(nèi)部的電池,提高電池包的安全性。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,本文根據(jù)電池平面壓縮試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù),采用參數(shù)反求算法來獲得電池的材料參數(shù),構(gòu)建電池有限元模型;同時(shí),由于電池模塊有限元模型計(jì)算成本過高,本文采用空間映射算法來優(yōu)化模塊結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示,電池優(yōu)化后的應(yīng)力大小以及應(yīng)力分布都得到了顯著改善,并且比起傳統(tǒng)的優(yōu)化算法,計(jì)算成本顯著下降。本文提出了一種針對變形電池的等效電路模型,并且將形變量作為參數(shù)導(dǎo)入模型中,使得電池模型的參數(shù)與電池荷電狀態(tài)、電池表面溫度以及電池形變量有關(guān)。之后,根據(jù)變形電池脈沖放電試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù),采用差分進(jìn)化算法反求模型參數(shù),并利用從脈沖充電試驗(yàn)和其他形... 

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的背景及意義
    1.2 鋰離子電池有限元模型的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 電池模型的國內(nèi)外研究研究現(xiàn)狀
        1.3.1 電池電模型研究現(xiàn)狀
        1.3.2 電池耦合模型的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 基于鋰電池模塊的材料參數(shù)獲取
    2.1 引言
        2.1.1 18650鋰離子電池材料參數(shù)反求電池壓縮試驗(yàn)
        2.1.2 18650電池的有限元模型構(gòu)建
        2.1.3 電池材料參數(shù)反求
    2.2 鋁合金6061-T6 的材料參數(shù)獲取
        2.2.1 鋁合金拉伸試驗(yàn)
        2.2.2 鋁合金的材料參數(shù)獲取
    2.3 本章小結(jié)
第3章 基于蜂窩結(jié)構(gòu)的鋰離子電池模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 鋰離子電池模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.3 鋰離子電池模塊有限元模型驗(yàn)證
        3.3.1 鋰離子電池模塊的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)
        3.3.2 模塊有限元模型驗(yàn)證
    3.4 初始電池模塊結(jié)構(gòu)的有限元模型構(gòu)建
    3.5 信賴域空間映射
        3.5.1 信賴域空間映射算法
        3.5.2 數(shù)值算例
    3.6 電池模塊結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        3.6.1 鋰離子電池模塊的粗糙模型
        3.6.2 模塊結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    3.7 本章小結(jié)
第4章 電池模塊變形時(shí)的多場耦合模型
    4.1 引言
    4.2 變形電池電響應(yīng)
        4.2.1 試驗(yàn)儀器設(shè)置
        4.2.2 OCV-SOC曲線
        4.2.3 變形電池脈沖放電試驗(yàn)
    4.3 變形電池的等效電路模型及其參數(shù)反求
        4.3.1 變形電池的等效電路模型
        4.3.2 基于差分進(jìn)化算法的等效電路模型參數(shù)反求
            4.3.2.1 參數(shù)反求算法
            4.3.2.2 等效電路模型參數(shù)反求
            4.3.2.3 反求結(jié)果驗(yàn)證
    4.4 電池模塊變形時(shí)的多場耦合模型構(gòu)建
        4.4.1 鋰電池產(chǎn)熱模型構(gòu)建
        4.4.2 鋰電池多場耦合模型耦合方法
        4.4.3 單電池變形時(shí)的多場耦合模型
        4.4.4 電池模塊變形時(shí)的多場耦合模型
            4.4.4.1 電池多向變形時(shí)的等效電路模型驗(yàn)證
            4.4.4.2 模塊變形時(shí)的電-熱耦合模型構(gòu)建
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]焊接順序?qū)?061-T6鋁合金矩形焊縫焊接殘余應(yīng)力及變形量的影響[J]. 李燦,傅定發(fā),王冠,向東,李落星.  機(jī)械工程材料. 2012(07)



本文編號：3689895