车载动力锂离子电池交流内部加热策略研究

发布时间：2021-01-22 15:20

　　锂离子电池作为电动汽车的核心储能部件具有很强的温度敏感性。特别是在低温下锂离子电池性能会发生严重退化。因此,低温下对锂离子电池进行加热十分必要。现有的加热策略中外部加热存在加热不均匀、能量利用率低等不足,内部加热缺少有效的损伤控制策略。针对上述问题,本文对锂离子电池交流内部加热策略进行研究,简化加热电流限制幅值的推导,优化低温参数辨识工况,结合加热实验确定的较优加热频率。具体工作如下:首先,针对基于伪二维热耦合模型的限制电流幅值推导存在的计算过程复杂,参数获取困难的问题,本文简化锂离子电池加热电流限制幅值的获取方式。采用简化热耦合电化学模型（Thermal Coupling Simplified Electrochemical Model,简称TCSEM）替代伪二维热耦合模型与锂离子电池析锂限制条件相结合确定加热电流限制幅值。进行TC-SEM模型参数的无破坏获取,将限制电流幅值加热策略嵌入到单片机系统中。其次,针对常温参数辨识工况中存在低温下禁止的充电工况问题,本文对TCSEM模型的低温参数辨识工况进行优化。通过模型参数低温敏感度分析,确定辨识工况优化目标。通过提取常温下参数辨识过程中... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

影响电池端电压的机理作用

图 2-7 电流突变时电压变化示意图下来完成慢速响应过程的参数辨识工作。慢速响应过程是由固相扩扩散作用导致的。根据电化学知识，固相扩散过程的时间常数大于液时间常数。可以通过时间长度不等的恒流放电工况实现这两部分作成参数辨识工作。经过长时间(大于 103秒)的恒流工况后，电池内部的扩散过程都已趋池的端电压计算公式为式(2-19)：stable stableapp ocv con act ohmU (t ) E (t ) (t ) (t ) (t )stableocvE 为稳态的开路电势，stablecon 为稳态浓差极化过电势。 的计2-20)：stable stable stableocv p 0 n 0ssstable pstablenp n( ) ( ( ) ) ( ( ) )2 , 2E t U y t y U x t xy I x IQ Q +

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文2nn act0.5 0.5 0.5n 0 surf surf2ln( 1 )0.5 13 (1 ) ( )n nRTm mFm P IQ c x x + + (2-32反应极化过电势的计算过程中状态量 mn与负极材料表面嵌锂率 xsurf有关，urf与电池的 SOC 存在以下关系,如式(2-33)：surf 0 xx x D (1 soc)(2-33综上，锂离子电池交流加热电流的限制幅值与电池所处的环境温度 T 以及的 SOC 存在函数关系，即|I|max=f(T, soc)。基于以上推导，绘制圆柱电池交流加热电流幅值限制曲面如图 2-13：

【参考文献】：
博士论文
[1]锂离子电池多物理模型参数辨识及健康特征提取[D]. 张立强.哈尔滨工业大学 2015

硕士论文
[1]基于热耦合模型的锂离子电池低温预热与健康充电策略研究[D]. 赖庆智.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于改进单粒子模型的锂离子电池组充电策略研究[D]. 刘璇.哈尔滨工业大学 2016



本文编号：2993461