锂离子电池热特性分析及管理技术的研究
发布时间：2022-02-15 11:06
随着环境污染问题和能源短缺问题日益严峻,新能源行业得到了快速发展,电动汽车成为了取代传统燃油汽车的另一种选择。在电动汽车的技术发展过程中,电动汽车性能上虽然得到了很大改善,但安全稳定性依然不能完全保障,电动汽车发生爆炸的事故时有发生,其主要问题还是锂离子电池的管理问题。作为电动汽车动力系统的核心部件,保证锂离子电池安全高效的工作是研究的重点。在整车工况运行中锂离子电池对于工作温度比较敏感,引发锂电池爆炸归根结底是温度管理问题,而在众多锂电池管理系统中温度的监测控制都是以锂电池外部温度作为衡量标准,而以电池表面温度作为控制指标的温度控制策略具有局限性,对于温度的控制方面,仅通过加强散热等手段来对温升进行控制的方式不能做到及时有效。本文以天津力神股份有限公司18650锂离子电池作为研究对象,针对锂离子电池的热特性及管理技术进行研究。本论文的主要研究内容如下:（1）从锂电池原理入手,研究锂电池产热特性和传热特性,分析锂电池各种模型的适用场景,由于热电耦合模型在工程上的局限性,搭建热阻等效电路模型来对锂电池锂离子电池内部温度进行估计。（2）从锂电池热阻等效电路模型出发,对锂离子电池进行HPPC...
【文章来源】：电子科技大学四川省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 论文研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究目的和意义
1.4 研究内容
1.5 论文结构安排
第二章 锂电池原理与模型搭建
2.1 锂离子电池原理与特性
2.1.1 锂电池原理
2.1.2 锂电池产热特性
2.1.3 锂电池传热特性
2.2 锂离子电池常见模型
2.2.1 锂离子电池热模型
2.2.2 锂离子电池电化学模型
2.2.3 锂离子电池电路等效模型
2.3 锂离子电池热阻等效电路模型的建立
2.3.1 锂离子电池热电耦合模型
2.3.2 锂离子电池热阻等效电路模型
2.4 本章小结
第三章 基于递推参数识别的内部温度估计的研究
3.1 内部温度估计算法分析
3.1.1 基于外部装置估算方法
3.1.2 基于神经网络的估算方法
3.1.3 基于电池模型的估算方法
3.2 热阻等效电路模型参数辨识
3.2.1 HPPC参数辨识实验
3.2.2 模型参数离线辨识
3.2.3 基于递推参数在线辨识
3.3 自适应内部温度估计算法
3.4 内部温度估计仿真结果分析
3.5 本章小结
第四章 基于多参数融合的温度控制策略的研究
4.1 锂离子电池热特性分析
4.1.1 温升对锂离子电池性能的影响
4.1.2 锂离子电池温升的影响因素
4.2 控制策略的制定
4.2.1 温度阈值的选取
4.2.2 控制变量的选取
4.2.3 限电流策略的制定
4.3 多参数融合控制策略设计
4.3.1 模糊控制原理
4.3.2 模糊隶属函数的选择
4.3.3 限电流控制的模糊规则库及模糊推理
4.4 电动汽车工况仿真
4.5 本章小结
第五章 平台测试与验证
5.1 锂离子电池管理平台总体架构
5.2 锂电池参数检测结果与验证
5.3 锂电池热管理技术结果与验证
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 研究内容总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种空间锂离子电池自主均衡方法[J]. 胡斌,李玲,冯利军. 电源技术. 2017(01)
[2]基于LTC6804的锂离子电池阻抗测量系统设计[J]. 蒋晶,魏学哲,王学远. 电源技术. 2016(12)
[3]不同温度下磷酸铁锂电池内阻特性实验研究[J]. 林春景,李斌,常国峰,许思传. 电源技术. 2015(01)
[4]动力型磷酸铁锂电池的温度特性[J]. 李哲,韩雪冰,卢兰光,欧阳明高. 机械工程学报. 2011(18)
[5]锂离子动力电池温升特性的研究[J]. 张志杰,李茂德. 汽车工程. 2010(04)
[6]锰酸锂动力蓄电池散热影响因素分析[J]. 林成涛,李腾,陈全世. 兵工学报. 2010(01)
[7]锂离子电池热模型研究进展[J]. 李腾,林成涛,陈全世. 电源技术. 2009(10)
[8]动力用锂离子电池热仿真分析[J]. 张遥,白杨,刘兴江. 电源技术. 2008(07)
博士论文
[1]锂离子电池的热效应及其安全性能的研究[D]. 黄倩.复旦大学 2007
硕士论文
[1]增程式电动车动力电池组预热控制策略研究[D]. 彭凯.吉林大学 2016
[2]低温环境下锂离子电池组热管理系统研究[D]. 郎春艳.华南理工大学 2016
[3]锂离子动力电池热特性建模与加热方法研究[D]. 吴朴恩.北京理工大学 2016
[4]锂离子动力电池热设计方法研究[D]. 吴彬.清华大学 2015
[5]锂离子动力电池生热特性分析及其选配[D]. 康海鹏.吉林大学 2014
[6]电动汽车锂离子电池包热特性研究与优化设计[D]. 车杜兰.武汉理工大学 2009
本文编号：3626519
【文章来源】：电子科技大学四川省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 论文研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究目的和意义
1.4 研究内容
1.5 论文结构安排
第二章 锂电池原理与模型搭建
2.1 锂离子电池原理与特性
2.1.1 锂电池原理
2.1.2 锂电池产热特性
2.1.3 锂电池传热特性
2.2 锂离子电池常见模型
2.2.1 锂离子电池热模型
2.2.2 锂离子电池电化学模型
2.2.3 锂离子电池电路等效模型
2.3 锂离子电池热阻等效电路模型的建立
2.3.1 锂离子电池热电耦合模型
2.3.2 锂离子电池热阻等效电路模型
2.4 本章小结
第三章 基于递推参数识别的内部温度估计的研究
3.1 内部温度估计算法分析
3.1.1 基于外部装置估算方法
3.1.2 基于神经网络的估算方法
3.1.3 基于电池模型的估算方法
3.2 热阻等效电路模型参数辨识
3.2.1 HPPC参数辨识实验
3.2.2 模型参数离线辨识
3.2.3 基于递推参数在线辨识
3.3 自适应内部温度估计算法
3.4 内部温度估计仿真结果分析
3.5 本章小结
第四章 基于多参数融合的温度控制策略的研究
4.1 锂离子电池热特性分析
4.1.1 温升对锂离子电池性能的影响
4.1.2 锂离子电池温升的影响因素
4.2 控制策略的制定
4.2.1 温度阈值的选取
4.2.2 控制变量的选取
4.2.3 限电流策略的制定
4.3 多参数融合控制策略设计
4.3.1 模糊控制原理
4.3.2 模糊隶属函数的选择
4.3.3 限电流控制的模糊规则库及模糊推理
4.4 电动汽车工况仿真
4.5 本章小结
第五章 平台测试与验证
5.1 锂离子电池管理平台总体架构
5.2 锂电池参数检测结果与验证
5.3 锂电池热管理技术结果与验证
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 研究内容总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种空间锂离子电池自主均衡方法[J]. 胡斌,李玲,冯利军. 电源技术. 2017(01)
[2]基于LTC6804的锂离子电池阻抗测量系统设计[J]. 蒋晶,魏学哲,王学远. 电源技术. 2016(12)
[3]不同温度下磷酸铁锂电池内阻特性实验研究[J]. 林春景,李斌,常国峰,许思传. 电源技术. 2015(01)
[4]动力型磷酸铁锂电池的温度特性[J]. 李哲,韩雪冰,卢兰光,欧阳明高. 机械工程学报. 2011(18)
[5]锂离子动力电池温升特性的研究[J]. 张志杰,李茂德. 汽车工程. 2010(04)
[6]锰酸锂动力蓄电池散热影响因素分析[J]. 林成涛,李腾,陈全世. 兵工学报. 2010(01)
[7]锂离子电池热模型研究进展[J]. 李腾,林成涛,陈全世. 电源技术. 2009(10)
[8]动力用锂离子电池热仿真分析[J]. 张遥,白杨,刘兴江. 电源技术. 2008(07)
博士论文
[1]锂离子电池的热效应及其安全性能的研究[D]. 黄倩.复旦大学 2007
硕士论文
[1]增程式电动车动力电池组预热控制策略研究[D]. 彭凯.吉林大学 2016
[2]低温环境下锂离子电池组热管理系统研究[D]. 郎春艳.华南理工大学 2016
[3]锂离子动力电池热特性建模与加热方法研究[D]. 吴朴恩.北京理工大学 2016
[4]锂离子动力电池热设计方法研究[D]. 吴彬.清华大学 2015
[5]锂离子动力电池生热特性分析及其选配[D]. 康海鹏.吉林大学 2014
[6]电动汽车锂离子电池包热特性研究与优化设计[D]. 车杜兰.武汉理工大学 2009
本文编号：3626519
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/glzh/3626519.html
