基于Arena仿真的H公司电动汽车锂离子电池产能优化研究
发布时间：2021-01-11 18:26
近年来我国机动车辆数量猛增,汽车尾气排放成为城市大气污染的最大污染源之一。为了减少环境污染,国家也对新能源行业投入巨资进行扶持,在市场需求与政策鼓励的双重刺激下,纯电动汽车发展迅速。动力电池作为电动汽车的动力部件,在这发展进程中起着至关核心的作用。可以说是“谁得发动机得整车”。可见动力蓄电池在对新能源汽车这个产业的核心重要性。对于新能源汽车而言,电池是汽车制造企业进行差异化竞争进程中的一个必然选择,赢得良好的发展前景则意味着在新能源汽车产业赢到了长远发展的机会。动力电池的生产则也成为了一个正在蓬勃发展的朝阳行业。同时电池制造企业自身的生产能力极大程度上限制了其抢占市场份额,成为动力电池企业制造商发展扩张的制约条件。同时我国新能源汽车的发展节奏仍在正常推进,同样行业迫切需要对电池的产能提升进行攻关克难,这时电动汽车电池企业面对的产能优化问题显得尤为重要。本文以提高电动汽车锂离子电池的产能为核心,结合Arena仿真软件,依托H公司的制造背景进行研究,结合H企业在未来市场需求强劲下车间产能不足的瓶颈的情况下进行产能预测和仿真设计以带来产能优化。在详细研究现场的作业环境和生产数据的基础上,进行...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
2相关理论基础122相关理论基础2RelevantTheoreticalBasis2.1电动汽车锂离子电池概述(OverviewofLithium-ionBatteriesforElectricVehicles)2.1.1电动汽车锂离子电池分类动力蓄电池作为电动汽车的直接动力来源，其技术发展则被认为是新能源汽车的发展标志，同时动力蓄电池也成为了制约电动汽车技术的重点瓶颈，电池性能的优良好坏则直接影响汽车整体续航能力。以下将对电动汽车的电池做详尽的分类阐述，如图2-1所示。图2-1电动汽车电池分类Figure2-1Classificationofevbatteries一般来说，电池可分为三大类：化学电池、物理电池与生物电池。化学电池和物理电池这两种已在新能源汽车电池得到广泛应用，但生物电池是未来新能源汽车动力电池的重要发展目标之一。现如今在新能源汽车电池行业占有率最高的是化学电池，种类最为丰富，常见的例如有镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池和燃料电池等。化学电池是目前电动汽车领域使用最广泛的电池类型，如镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池、燃料电池等，都属于这一类。进一步从结构上进行划分，可以分为电池（可充电电池统称）和燃料电池这两大类。如今最常见的新能源汽车的动蓄电池基本上是由蓄电池技术来驱动的，比如丰田普锐斯系列、比亚迪e6等，其中锂离子电池属于现今最常见的技术。目前根据电池外形、电池电解质状态、外壳材料、正负极材料的不同均有各自的分类表示方式，但是最常见的是基于正极材料的不同进行区分命名。所以此下按照电池正负极材料的分类方式，对锂离子电池进行分类解释。（1）锰酸铁锂电池：指正极采用锰酸锂材料电池，锰酸锂电池的标称电压为2.5-4.2v，其电池的特点在于成本较低、安全性高和低温性能高。然而自身稳
工程硕士专业学位论文17（2）系统仿真系统仿真指的是，为了进行系统分析，在了解系统内部各个要素和属性的基础上，通过计算机进行建立具有一定逻辑和对应关系的方法，并且可以通过调节系统内的相关属性指标进行变化观察，最后达到用以正确分析决策的目的。系统仿真涉及到的理论知识包括控制原理、相似理论、数学模型知识和计算机处理技术等。在这些的基础上以计算机为介质工具，利用系统模型对真实或者虚拟系统进行仿真。在依据专业的知识或者技术上，结合统计数据和信息分析对结果进行研究，便于给正确决策提供仿真支持。系统仿真的三要素有系统、模型和计算机。三要素之间的关系如下[85]：图2-2系统仿真要素图Figure2-2Systemsimulationelementdiagram数学模型的建立：指的是一个模型识别的过程。建模过程中需要忽略部分次要信息和因素进行建模。仿真模型的建立：实际上通过设计一种逻辑算法，使得计算机能够模拟系统。因此仿真模型是对实际系统进行二次简化模拟的一个模型。仿真实验：则是指对于建立的仿真模型进行运行。是在实际的生产系统基础上，设计规划了一个合理完善的系统。因此，系统仿真实际上是通过建立仿真模型和进行仿真实验的操作。以下是系统仿真的步骤：①根据实际系统的设计数学模型；②创建仿真逻辑结构；③对创建的模型进行验证，是否符合实际系统，确认模型的可行性；④进行仿真操作，在不同的条件限制和逻辑参数下，对仿真模型进行反复分析和研究。2.3.2离散系统仿真普遍依据仿真系统状态过程变化不同，可以将仿真类型划分为离散仿真与连续仿真这两种。离散仿真，指的是仿真系统变化是离散状态的，如高速公路系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]国家动力电池创新中心建设实践与思考[J]. 卢世刚. 中国工业和信息化. 2019(05)
[2]新能源汽车月度数据追踪[J]. 汽车纵横. 2019(05)
[3]我国动力电池产业国际竞争力研究及发展建议[J]. 王佳,阮艺亮,方海峰. 汽车与配件. 2019(02)
[4]电动汽车的电池管理系统综述[J]. 周楚昊. 通讯世界. 2019(01)
[5]锂电池材料制造过程质量控制的新思路[J]. 付晓飞,苏文生,王世刚,段红松,张志伟. 电子质量. 2018(12)
[6]新常态背景下产业转型升级研究[J]. 邵光学,栾淳钰. 技术经济与管理研究. 2016(05)
[7]电动汽车动力电池产业的发展[J]. 肖成伟,汪继强. 科技导报. 2016(06)
[8]电动汽车及其驱动电机发展现状与展望[J]. 曲荣海,秦川. 南方电网技术. 2016(03)
[9]动力电池配组工段连续性作业改进设计[J]. 徐光银. 现代制造工程. 2016(01)
[10]SPC技术在动力电池装配生产线中的应用——以电芯生产线为例[J]. 韩有军,张雨琴,王小刚,黄学杰. 物流工程与管理. 2015(11)
博士论文
[1]创新产品供应链产能决策与协调[D]. 朱晨.北京邮电大学 2009
硕士论文
[1]我国纯电动汽车动力电池专利技术分析[D]. 陈晴.重庆理工大学 2018
[2]基于ANYLOGIC的动力电池生产系统仿真及优化研究[D]. 仝丽兵.天津工业大学 2018
[3]B公司锂离子电池试产线布局优化研究[D]. 顾晓峰.华东理工大学 2017
[4]XYDZ公司锂离子电池生产线优化研究[D]. 李浩.天津财经大学 2016
[5]面向MES的加工车间精益生产研究[D]. 周春柳.大连理工大学 2015
[6]供应链上再制造与产能准备研究[D]. 钟红霞.湖南大学 2015
[7]锂电池化成自动化物流系统的立体仓库调度算法研究和建模[D]. 凌辰.东华大学 2014
[8]精益生产在LS公司装配过程中的应用研究[D]. 刘江.天津大学 2013
[9]M公司锂电正极材料生产线平衡研究[D]. 闫相斌.天津大学 2012
[10]Ⅰ公司基于产能优化的设备调试及维护方法的研究[D]. 刘午.上海交通大学 2012
本文编号：2971267
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
2相关理论基础122相关理论基础2RelevantTheoreticalBasis2.1电动汽车锂离子电池概述(OverviewofLithium-ionBatteriesforElectricVehicles)2.1.1电动汽车锂离子电池分类动力蓄电池作为电动汽车的直接动力来源，其技术发展则被认为是新能源汽车的发展标志，同时动力蓄电池也成为了制约电动汽车技术的重点瓶颈，电池性能的优良好坏则直接影响汽车整体续航能力。以下将对电动汽车的电池做详尽的分类阐述，如图2-1所示。图2-1电动汽车电池分类Figure2-1Classificationofevbatteries一般来说，电池可分为三大类：化学电池、物理电池与生物电池。化学电池和物理电池这两种已在新能源汽车电池得到广泛应用，但生物电池是未来新能源汽车动力电池的重要发展目标之一。现如今在新能源汽车电池行业占有率最高的是化学电池，种类最为丰富，常见的例如有镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池和燃料电池等。化学电池是目前电动汽车领域使用最广泛的电池类型，如镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池、燃料电池等，都属于这一类。进一步从结构上进行划分，可以分为电池（可充电电池统称）和燃料电池这两大类。如今最常见的新能源汽车的动蓄电池基本上是由蓄电池技术来驱动的，比如丰田普锐斯系列、比亚迪e6等，其中锂离子电池属于现今最常见的技术。目前根据电池外形、电池电解质状态、外壳材料、正负极材料的不同均有各自的分类表示方式，但是最常见的是基于正极材料的不同进行区分命名。所以此下按照电池正负极材料的分类方式，对锂离子电池进行分类解释。（1）锰酸铁锂电池：指正极采用锰酸锂材料电池，锰酸锂电池的标称电压为2.5-4.2v，其电池的特点在于成本较低、安全性高和低温性能高。然而自身稳
工程硕士专业学位论文17（2）系统仿真系统仿真指的是，为了进行系统分析，在了解系统内部各个要素和属性的基础上，通过计算机进行建立具有一定逻辑和对应关系的方法，并且可以通过调节系统内的相关属性指标进行变化观察，最后达到用以正确分析决策的目的。系统仿真涉及到的理论知识包括控制原理、相似理论、数学模型知识和计算机处理技术等。在这些的基础上以计算机为介质工具，利用系统模型对真实或者虚拟系统进行仿真。在依据专业的知识或者技术上，结合统计数据和信息分析对结果进行研究，便于给正确决策提供仿真支持。系统仿真的三要素有系统、模型和计算机。三要素之间的关系如下[85]：图2-2系统仿真要素图Figure2-2Systemsimulationelementdiagram数学模型的建立：指的是一个模型识别的过程。建模过程中需要忽略部分次要信息和因素进行建模。仿真模型的建立：实际上通过设计一种逻辑算法，使得计算机能够模拟系统。因此仿真模型是对实际系统进行二次简化模拟的一个模型。仿真实验：则是指对于建立的仿真模型进行运行。是在实际的生产系统基础上，设计规划了一个合理完善的系统。因此，系统仿真实际上是通过建立仿真模型和进行仿真实验的操作。以下是系统仿真的步骤：①根据实际系统的设计数学模型；②创建仿真逻辑结构；③对创建的模型进行验证，是否符合实际系统，确认模型的可行性；④进行仿真操作，在不同的条件限制和逻辑参数下，对仿真模型进行反复分析和研究。2.3.2离散系统仿真普遍依据仿真系统状态过程变化不同，可以将仿真类型划分为离散仿真与连续仿真这两种。离散仿真，指的是仿真系统变化是离散状态的，如高速公路系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]国家动力电池创新中心建设实践与思考[J]. 卢世刚. 中国工业和信息化. 2019(05)
[2]新能源汽车月度数据追踪[J]. 汽车纵横. 2019(05)
[3]我国动力电池产业国际竞争力研究及发展建议[J]. 王佳,阮艺亮,方海峰. 汽车与配件. 2019(02)
[4]电动汽车的电池管理系统综述[J]. 周楚昊. 通讯世界. 2019(01)
[5]锂电池材料制造过程质量控制的新思路[J]. 付晓飞,苏文生,王世刚,段红松,张志伟. 电子质量. 2018(12)
[6]新常态背景下产业转型升级研究[J]. 邵光学,栾淳钰. 技术经济与管理研究. 2016(05)
[7]电动汽车动力电池产业的发展[J]. 肖成伟,汪继强. 科技导报. 2016(06)
[8]电动汽车及其驱动电机发展现状与展望[J]. 曲荣海,秦川. 南方电网技术. 2016(03)
[9]动力电池配组工段连续性作业改进设计[J]. 徐光银. 现代制造工程. 2016(01)
[10]SPC技术在动力电池装配生产线中的应用——以电芯生产线为例[J]. 韩有军,张雨琴,王小刚,黄学杰. 物流工程与管理. 2015(11)
博士论文
[1]创新产品供应链产能决策与协调[D]. 朱晨.北京邮电大学 2009
硕士论文
[1]我国纯电动汽车动力电池专利技术分析[D]. 陈晴.重庆理工大学 2018
[2]基于ANYLOGIC的动力电池生产系统仿真及优化研究[D]. 仝丽兵.天津工业大学 2018
[3]B公司锂离子电池试产线布局优化研究[D]. 顾晓峰.华东理工大学 2017
[4]XYDZ公司锂离子电池生产线优化研究[D]. 李浩.天津财经大学 2016
[5]面向MES的加工车间精益生产研究[D]. 周春柳.大连理工大学 2015
[6]供应链上再制造与产能准备研究[D]. 钟红霞.湖南大学 2015
[7]锂电池化成自动化物流系统的立体仓库调度算法研究和建模[D]. 凌辰.东华大学 2014
[8]精益生产在LS公司装配过程中的应用研究[D]. 刘江.天津大学 2013
[9]M公司锂电正极材料生产线平衡研究[D]. 闫相斌.天津大学 2012
[10]Ⅰ公司基于产能优化的设备调试及维护方法的研究[D]. 刘午.上海交通大学 2012
本文编号：2971267
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