本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組低溫預(yù)熱系統(tǒng)的研究

  更多相關(guān)文章： 電動(dòng)汽車 動(dòng)力電池 預(yù)熱系統(tǒng) 仿真分析

【摘要】：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步,人類對(duì)于自然資源的消耗以及污染問題不斷加劇,作為更加清潔高效的出行工具電動(dòng)汽車,其研究與發(fā)展越來越受到人們的重視。其中鋰離子電池作為目前使用最多的動(dòng)力電池,仍然在應(yīng)用中存在著受環(huán)境溫度影響使用性能的問題。在低溫環(huán)境條件下,鋰離子電池的內(nèi)阻會(huì)成倍增加,導(dǎo)致電池的可放出容量急劇下降,并且無法進(jìn)行低溫充電,這些問題就為電動(dòng)汽車在高寒地區(qū)的發(fā)展帶來了巨大障礙。本文針對(duì)低溫條件下鋰離子電池性能衰減的問題,進(jìn)行了電池組低溫預(yù)熱系統(tǒng)的研究與仿真分析。本文首先針對(duì)常用的三種鋰離子電池進(jìn)行了不同溫度下的電池特性實(shí)驗(yàn),得到了環(huán)境溫度對(duì)不同材料電池的容量、開路電壓以及內(nèi)阻等參數(shù)的影響。通過建立電池等效電路模型,結(jié)合電池充放電過程中的電化學(xué)反應(yīng),分析了低溫條件下鋰離子電池性能下降的原因。其次根據(jù)熱量的傳遞方式,進(jìn)行了不同預(yù)熱方式的實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析。在綜合考慮預(yù)熱效果以及可實(shí)現(xiàn)性的基礎(chǔ)上,確定了電熱膜預(yù)熱方式作為最終方案。根據(jù)預(yù)熱方案設(shè)計(jì)了電池箱體結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)并制作完成了低溫預(yù)熱系統(tǒng)的軟硬件。最后在所設(shè)計(jì)的電池箱以及預(yù)熱系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,利用多物理場(chǎng)仿真軟件對(duì)電池組的預(yù)熱效果進(jìn)行了仿真分析。根據(jù)仿真結(jié)果提出了分區(qū)域控制預(yù)熱功率的預(yù)熱策略,用來減少預(yù)熱過程中不同位置電池間的溫度差異。并且進(jìn)行了不同溫度條件下的預(yù)熱實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的低溫預(yù)熱系統(tǒng)有著較好的預(yù)熱效果,有效地提升了動(dòng)力電池在低溫條件下的使用性能。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)汽車 動(dòng)力電池 預(yù)熱系統(tǒng) 仿真分析
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究意義及背景10-11
• 1.2 課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 電池?zé)崽匦匝芯楷F(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 電池?zé)崮Ｐ脱芯楷F(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 電池預(yù)熱研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本課題主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 鋰離子電池低溫特性實(shí)驗(yàn)研究16-29
• 2.1 鋰離子電池工作原理16-17
• 2.2 鋰離子電池的溫度特性實(shí)驗(yàn)17-25
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)電池及測(cè)試設(shè)備17-19
• 2.2.2 容量測(cè)試19-21
• 2.2.3 混合脈沖功率測(cè)試21
• 2.2.4 開路電壓特性21-22
• 2.2.5 歐姆內(nèi)阻特性22-24
• 2.2.6 極化內(nèi)阻特性24-25
• 2.3 溫度影響電池特性的原因25-28
• 2.3.1 電池等效電路模型26-27
• 2.3.2 電化學(xué)過程分析27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 鋰離子電池低溫預(yù)熱方案研究29-35
• 3.1 預(yù)熱系統(tǒng)熱力學(xué)分析29
• 3.2 預(yù)熱方案對(duì)比分析29-34
• 3.2.1 內(nèi)部預(yù)熱方式29-30
• 3.2.2 熱傳導(dǎo)預(yù)熱方式30-32
• 3.2.3 熱對(duì)流預(yù)熱方式32-33
• 3.2.4 不同預(yù)熱方式的總結(jié)33-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 第4章 低溫鋰離子電池組的熱管理系統(tǒng)35-48
• 4.1 電池箱體與動(dòng)力電池組設(shè)計(jì)35-37
• 4.1.1 電池箱體設(shè)計(jì)35-36
• 4.1.2 動(dòng)力電池組設(shè)計(jì)36-37
• 4.2 低溫預(yù)熱系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案37-38
• 4.3 低溫預(yù)熱系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)38-43
• 4.3.1 微控制器最小系統(tǒng)電路38-40
• 4.3.2 CAN總線通信電路40
• 4.3.3 溫度采集電路設(shè)計(jì)40-41
• 4.3.4 加熱功率控制電路41-42
• 4.3.5 MOSFET驅(qū)動(dòng)電路42
• 4.3.6 散熱風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路42-43
• 4.4 低溫預(yù)熱系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)43-47
• 4.4.1 下位機(jī)主程序設(shè)計(jì)43-44
• 4.4.2 溫度采集子程序44-45
• 4.4.3 CAN通訊子程序45-46
• 4.4.4 LabVIEW上位機(jī)程序設(shè)計(jì)46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第5章 鋰離子電池低溫預(yù)熱系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)分析48-69
• 5.1 鋰離子電池?zé)崮Ｐ?/span>48-52
• 5.1.1 鋰離子電池的熱模型建立48
• 5.1.2 鋰離子電池的熱模型參數(shù)辨識(shí)48-52
• 5.2 熱模型仿真驗(yàn)證52-55
• 5.2.1 單體電池的預(yù)熱實(shí)驗(yàn)52-53
• 5.2.2 單體電池的預(yù)熱仿真53-54
• 5.2.3 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析54-55
• 5.3 電池組預(yù)熱仿真模型的建立與仿真55-61
• 5.3.1 電池組預(yù)熱仿真模型的構(gòu)建55-56
• 5.3.2 電池組預(yù)熱仿真結(jié)果與分析56-61
• 5.4 電池組預(yù)熱實(shí)驗(yàn)61-68
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建61-62
• 5.4.2 動(dòng)力電池組預(yù)熱實(shí)驗(yàn)62-65
• 5.4.3 動(dòng)力電池組預(yù)熱放電實(shí)驗(yàn)65-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74-75
• 致謝75

【相似文獻(xiàn)】

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