碳包铝纳米颗粒/石蜡复合相变材料及电池管理系统的设计和研究

发布时间：2023-10-06 11:13

　　在当前能源短缺和环境污染两大问题的威胁下,各国都在寻找新时代的可替代绿色能源。在众多能源消耗应用中,交通运输所消耗的能源巨大,造成的环境问题最为严重。因此,在新能源产业中,电动汽车近年来在国内外得到迅速的发展。而电动汽车的发展依赖于其动力来源一电池的发展。锂离子电池具有重量轻、体积小、比能量高、循环性能好等多方面优点,是电动汽车理想的动力能源。车载锂离子电池组的工作性能和安全性受多方面因素的影响,主要因素有工作温度、充放电电压、工作电流、电池容量等。因此,要使锂离子电池工作在最佳的状态,必须对电池组进行必要的控制管理。本文采用碳弧法制备碳包铝纳米颗粒,填充到石蜡材料中组成碳包铝／石蜡复合相变材料。针对锂离子电池的工作特性,将碳包铝／石蜡复合相变材料用作锂离子电池组热管理系统的传热介质,并研究碳包铝／石蜡复合相变材料的材料热学特性和散热效果。并且根据锂离子电池组的工作要求,设计了一个可管理由6节电池组成的电池模块的电池(1)采用碳弧放电法制备碳包铝纳米颗粒,并利用X射线衍射分析(XRD),扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重／差热分析(TG/DSC)多种分析手段对所制...

【文章页数】：109 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 能源安全和能耗需求
    1.2 新能源汽车概述
    1.3 动力电池发展关键技术
        1.3.1 锂离子电池的发展
        1.3.2 影响动力电池性能的因素
    1.4 电池管理系统的必要性
        1.4.1 动力电池热管理的技术研究进展
        1.4.2 动力电池管理技术研究进展
        1.4.3 电池管理技术的技术难点
    1.5 研究意义及内容
        1.5.1 研究的目的和意义
        1.5.2 研究的内容
第二章 基于碳包铝纳米颗粒/石蜡复合相变材料的电池热管理系统的设计和散热实验
    2.1 相变材料在电池热管理系统中的应用
        2.1.1 相变材料的分类和特点
        2.1.2 复合相变材料的选择
    2.2 碳包铝纳米颗粒的制备与测试
        2.2.1 碳包铝纳米颗粒的制备材料和设备
        2.2.2 碳包铝纳米颗粒的制备流程
        2.2.3 碳包铝纳米颗粒的形成机理
        2.2.4 碳包铝纳米颗粒的测试方法
    2.3 测试结果与分析
        2.3.1 碳包铝纳米颗粒的物相分析
        2.3.2 碳包铝纳米颗粒的微观结构分析
        2.3.3 碳包铝纳米颗粒的热学特性分析
    2.4 碳包铝纳米颗粒/石蜡(Al@C/PW)复合相变材料的制备与测试
        2.4.1 碳包铝纳米颗粒/石蜡复合相变材料的制备原料和设备
        2.4.2 碳包铝纳米颗粒/石蜡复合相变材料的制备
        2.4.3 碳包铝纳米颗粒/石蜡复合相变材料的性能分析手段
        2.4.4 碳包铝纳米颗粒/石蜡复合相变材料的热学特性分析
        2.4.5 碳包铝纳米颗粒/石蜡复合相变材料的热稳定性分析
        2.4.6 碳包铝纳米颗粒/石蜡复合相变材料的导热性能分析
        2.4.7 Al@C/PW复合相变材料热传导机理分析
    2.5 电池散热性能测试
        2.5.1 实验材料和仪器
        2.5.2 电池散热性能测试方法
        2.5.3 相变材料的散热性能分析
        2.5.4 电池放电表面温度特性
        2.5.5 不同冷却方式的大电流放电散热性能
    2.6 本章小结
第三章 动力电池管理系统的硬件电路设计
    3.1 电池管理系统的硬件架构
    3.2 电池管理系统硬件开发环境
    3.3 电池管理系统的各模块硬件设计
        3.3.1 电压检测模块的原理图设计
        3.3.2 均衡管理模块的原理图设计
        3.3.3 SoC评估模块的原理图设计
        3.3.4 电池保护模块的原理图设计
        3.3.5 电流检测模块的原理图设计
    3.4 电池管理系统的印制电路板的设计与制备
    3.5 本章小结
第四章 动力电池管理系统的软件程序开发
    4.1 电池管理系统主程序的运行框架
    4.2 电池管理系统的软件开发环境
    4.3 各模块软件驱动程序开发
        4.3.1 电压检测模块驱动程序开发
        4.3.2 电池均衡管理模块底层驱动程序开发
        4.3.3 SoC评估模块底层驱动程序开发
        4.3.4 电池保护模块底层驱动程序开发
        4.3.5 电流检测模块底层驱动程序开发
        4.3.6 各模块通信程序的开发
    4.4 上位机软件的开发和调试
    4.5 电池管理系统的系统调试
        4.5.1 电池充电对比测试
        4.5.2 电池放电对比测试
        4.5.3 电池充电对比结果
        4.5.4 电池放对比结果
    4.6 本章小结
结论
本文特色与创新之处
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
攻读硕士学位期间参加的课题
致谢
附录1
附录2



本文编号：3851744