低温环境下锂离子电池组热管理系统研究

发布时间：2018-04-08 22:23

  本文选题：低温环境　切入点：热管理　出处：《华南理工大学》2016年硕士论文

【摘要】：发展电动车是能耗和环境污染的长远解决方案,而电池技术是制约电动汽车发展的重要因素。温度对锂离子电池有较大影响,三元材料锂离子电池最佳工作温度范围在15℃~35℃之间。环境温度低于0℃时,锂离子电池的各种性能出现衰减,甚至无法使用。为保证锂锂离子电池组在低温环境下正常运行,本文对低温环境下电池组热管理系统,进行以下相关研究:在不同环境温度下以不同倍率进行锂离子电池充放电试验,测试电池的充、放电特性相关参数,着重对单体温升、放电端电压、充放电容量、电池内阻等性能参数进行分析。结果表明电池充放电温度尽量保持在0℃以上,避免运行在-10℃以下,该研究为低温环境下热管理研究提供参数依据。分析锂离子电池单体内部生热及传热原理,计算相关热物性参数,利用Catia、Ansys等软件建立电池单体有限元模型,该单体的生热模型仿真结果与试验结果相差1℃左右,满足精度要求。在正确模型基础上,分析放电倍率、传热系数等因素对单体温度场分布的影响。设计锂离子电池组保温结构,建立保温有限元模型并通过试验验证其正确性,进一步分析了保温层厚度、隔热材料、导热系数等参数对保温效果的影响。此外,测试不同温度下该设计的保温效果,结果表明环境温度在极限低温-30℃,厚度小于10mm的二氧化硅气凝胶板作为保温材料能够满足短时间停车需求。设计锂离子电池组加热装置,通过有限元仿真方式将该加热方法与目前常用的加热方法进行对比,结果表明该加热方法在加热时间和能耗方面均具有一定优势。同时,模拟分析电加热膜功率、电加热膜安装位置、外界环境温度对加热效果的影响。此外,搭建加热试验平台,验证加热模型的正确性及电加热膜使用的安全性,并测试采用该预加热方式后电池组放电性能恢复状况及温度均匀性改善方法等。最后,基于加热时间和加热温度均匀性提出一种加热控制策略。
[Abstract]:The development of electric vehicles is a long-term solution to energy consumption and environmental pollution, and battery technology is an important factor restricting the development of electric vehicles.The optimum operating temperature of the ternary lithium-ion battery is between 15 鈩，

本文编号：1723624