本文關(guān)鍵詞：純電動汽車用鋰動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)開發(fā)研究

  更多相關(guān)文章： 鋰離子電池 熱耦合 仿真分析 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 硬件系統(tǒng) 軟件系統(tǒng)

【摘要】：目前純電動汽車正面臨著前所未有的發(fā)展機(jī)遇,鋰動力電池作為其關(guān)鍵性零部件之一,正在成為電動汽車發(fā)展的制約因素。鋰動力電池的性能對純電動汽車的普及應(yīng)用有著非常重要的影響,其性能參數(shù)又隨著溫度的變化而產(chǎn)生劇烈變動。為了確保鋰動力電池的安全性和其他性能最佳,開發(fā)其熱管理系統(tǒng)就顯得尤為重要。本文基于電化學(xué)三維熱耦合模型,以Li Fe PO4鋰離子動力電池為研究對象,采用飛思卡爾MC9S12DG128的16位控制芯片作為主控制器,進(jìn)行鋰動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的開發(fā),主要包括鋰動力電池組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化,熱管理系統(tǒng)的硬件開發(fā)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì),具體研究內(nèi)容如下:(1)對鋰離子電池工作時的產(chǎn)熱機(jī)理和溫度特性進(jìn)行了深入地分析研究,在此基礎(chǔ)上建立了鋰動力電池的電化學(xué)三維熱耦合模型。(2)開發(fā)設(shè)計(jì)了鋰動力電池組的電池包結(jié)構(gòu),并對電池組的產(chǎn)熱情況進(jìn)行了仿真分析,依據(jù)所得到的電池組溫度場分布,提出了電池包結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案,并對其做進(jìn)一步的仿真分析。(3)使用Altium Designer繪制熱管理系統(tǒng)的電路板,主要包括電源穩(wěn)壓模塊、單片機(jī)最小系統(tǒng)、溫度采集模塊、電子風(fēng)扇驅(qū)動模塊、電加熱膜驅(qū)動模塊、串口通信模塊、CAN通信模塊。(4)鋰電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的軟件開發(fā),主要包括溫度信息采集程序和熱管理程序。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 熱耦合 仿真分析 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 硬件系統(tǒng) 軟件系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題來源及意義10
• 1.2 課題背景10-11
• 1.3 電池管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 電池組熱管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)14-16
• 第2章 鋰動力電池的溫度特性和產(chǎn)熱機(jī)理16-27
• 2.1 鋰離子電池的溫度特性16-20
• 2.1.1 溫度對電池放電性能的影響16-17
• 2.1.2 溫度對電池充電性能的影響17-18
• 2.1.3 溫度對電池SOC的影響18-19
• 2.1.4 溫度對電池循環(huán)壽命的影響19-20
• 2.1.5 溫度對電池荷電保持能力的影響20
• 2.2 鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)20-23
• 2.2.1 石墨21-22
• 2.2.2 軟碳材料22-23
• 2.2.3 硬碳材料23
• 2.3 鋰電池的工作原理23-24
• 2.4 鋰離子電池的產(chǎn)熱機(jī)理24-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 鋰動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化27-38
• 3.1 鋰離子電池的散熱模型27-29
• 3.1.1 熱傳導(dǎo)27
• 3.1.2 熱對流27
• 3.1.3 直角坐標(biāo)系三維熱模型27-29
• 3.1.4 電化學(xué)三維熱耦合模型29
• 3.2 單體電池溫度場的分析29-31
• 3.3 鋰動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化31-37
• 3.3.1 鋰動力電池組的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-34
• 3.3.2 鋰動力電池組的散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化34-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 鋰動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)硬件開發(fā)38-52
• 4.1 主控芯片MC9S12DG12838-39
• 4.2 熱管理系統(tǒng)的供電模塊39-43
• 4.2.1 MC9S12DG128最小系統(tǒng)的穩(wěn)壓電路39-40
• 4.2.2 外圍元器件的穩(wěn)壓電路40-43
• 4.3 通信模塊43-44
• 4.4 溫度信息采集模塊44-46
• 4.4.1 溫度采集傳感器的結(jié)構(gòu)44-45
• 4.4.2 DS18B20的供電45-46
• 4.4.3 DS18B20溫度傳感器的工作原理46
• 4.5 散熱風(fēng)扇和電熱膜的驅(qū)動模塊46-48
• 4.6 電熱膜加熱方案48-49
• 4.7 散熱風(fēng)扇的選擇49-51
• 4.7.1 散熱風(fēng)扇的選型49-50
• 4.7.2 散熱風(fēng)扇的控制50-51
• 4.8 本章小結(jié)51-52
• 第5章 鋰動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)軟件開發(fā)52-63
• 5.1 DS18B20傳感器溫度信息采集52-56
• 5.1.1 DS18B20傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及操作協(xié)議52-54
• 5.1.2 溫度信息采集程序54-56
• 5.2 CAN通信的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)56-57
• 5.3 鋰動力電池?zé)峁芾沓绦?/span>57-62
• 5.3.1 熱管理控制策略57-59
• 5.3.2 熱管理控制程序59-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 總結(jié)與展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67-68
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文68

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7 黃Z，

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