锂离子电池关键性能指标检测与评价方法研究

发布时间：2017-10-06 07:26

  本文关键词：锂离子电池关键性能指标检测与评价方法研究

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【摘要】：近年来,新能源产业得到强劲发展,其中动力锂离子电池扮演了举足轻重的角色。由于不同种类、规格、批次以及使用情况的电池性能存在显著差异,给电池选型、评估、正确使用等带来了一系列问题。本文以锂离子电池为研究对象,在分析锂离子电池结构组成、性能特点基础上,从电池单体、模块、电池组三个层面出发,结合实验数据,建立了一套较为合理的综合多种电池参数的电池评价体系;并搭建了锂离子电池测试系统,完成了一站式报表输出的锂离子电池评价软件设计,验证了本文提出的电池评价体系的合理性。文章首先分析了锂离子电池结构原理和性能特点,提出将锂离子电池单体、模块和电池组的容量、能量、功率作为通用评价指标,除此还包括电池组低温特性、电池单体欧姆内阻特性、不一致性评价指标,并首次提出了电池能级之间的性能保持率,用其作表征电池不同能级之间性能变化的情况。然后将各项评价参数综合,建立了一套涵盖不同类型、状态、能量层级的电池的归一化、综合性电池评价体系。其次阐述了电池的测试方案、测试系统设计以及信息采集软件设计。电池测试系统由电池单体测试子系统,电池模块测试子系统、电池组测试子系统组成。各测试子系统由相应功率等级充放电机、信息采集模块和信息采集上位机程序组成。信息采集模块进行数据采集和CAN通信,锂离子电池测试系统信息采集程序接受CAN通信数据并解析和存储。最后说明了评价参数计算方法和评价软件的设计。锂离子电池评价以锂离子电池评价体系为基础,通过锂离子电池评价软件对实验数据进行处理和分析,计算各评价项参数,结合用户期望对各评价项打分,最后以评价报表形式实现对电池的评价。
【关键词】：锂离子电池 电池评价 锂离子电池测试平台 LABVIEW
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题背景及意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 课题来源12
• 1.4 主要研究内容12-14
• 第2章 锂离子电池性能分析及评价体系建立14-23
• 2.1 引言14
• 2.2 锂离子电池结构及性能分析14-16
• 2.2.1 锂离子电池结构14-15
• 2.2.2 锂离子电池性能15-16
• 2.3 评价指标分析16-18
• 2.3.1 锂离子电池单体评价指标16-17
• 2.3.2 锂离子电池模块评价指标17
• 2.3.3 锂离子电池组评价指标17-18
• 2.4 锂离子电池评价体系与评价方法18-22
• 2.4.1 锂离子电池评价体系设计18-19
• 2.4.2 锂离子电池评价方法设计19-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第3章 锂离子电池测试系统设计23-49
• 3.1 引言23
• 3.2 锂离子电池测试流程和测试工步设计23-25
• 3.3 锂离子电池测试系统设计25-29
• 3.4 信息采集模块设计29-36
• 3.4.1 电压采集设计30-32
• 3.4.2 电流采集设计32-33
• 3.4.3 主控器外围电路设计33-34
• 3.4.4 CAN通信电路设计34
• 3.4.5 通信协议34-36
• 3.5 锂离子电池测试系统信息采集程序设计36-43
• 3.5.1 CAN通信配置37-39
• 3.5.2 数据分析39-43
• 3.5.3 数据记录43
• 3.6 实例和误差分析43-48
• 3.7 本章小结48-49
• 第4章 锂离子电池评价参数计算及上位机软件设计49-77
• 4.1 引言49
• 4.2 锂离子电池评价参数计算49-56
• 4.2.1 容量计算49
• 4.2.2 能量计算49-50
• 4.2.3 功率计算50-54
• 4.2.4 电池单体欧姆内阻计算54-55
• 4.2.5 电池单体不一致性计算55-56
• 4.3 锂离子电池评价软件设计56-70
• 4.3.1 总体设计56-58
• 4.3.2 基本信息输入58-59
• 4.3.3 评价期望输入59-60
• 4.3.4 数据处理60-68
• 4.3.5 评价报表生成68-70
• 4.4 数据处理实例70-76
• 4.5 本章小结76-77
• 结论77-79
• 参考文献79-84
• 致谢84

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本文编号：981476