电动汽车用锂离子电池典型安全问题研究

发布时间：2017-04-15 00:05

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【摘要】：随着新能源汽车的快速发展,锂离子电池被广泛应用,随之而来的电池安全问题也日趋严重。一旦锂离子电池出现燃烧甚至爆炸等安全事故,将带来严重的经济损失和社会危害。所以,研究锂离子电池的安全问题,进而提出故障诊断方法,有助于降低电池发生事故和故障的频率,有助于避免或减弱安全事故发生时造成危害。为了分析锂离子电池单体的典型安全问题,本文首先分析了锂离子电池的工作原理和内部结构,研究了已有的电池保护措施,作为设计和分析电池安全实验的理论基础。此外,设计并实现了电池内阻测量电路,用于成组电池实验前的电池的分选。其次,对四种典型滥用条件下的电池单体安全问题进行了深入地研究,完成了相应的电池滥用实验,并对实验结果进行了分析,提出了相应的故障预测方法和故障预防建议。这四种典型滥用实验包括高低温循环、过充电、过放电和外部短路。最后,建立了电池组仿真模型,通过仿真实验和实际电池实验研究了串并联电池组连接处的故障诊断和并联电池组中单体电池内部短路的故障诊断,为提早发现电池组的故障,避免电池组发生安全问题打下基础。
【关键词】：锂离子电池 安全性 滥用 故障诊断
【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】：2015
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 课题背景及意义8-10
• 1.2 锂离子电池安全国内外检测标准和方法10-11
• 1.3 国内外研究现状11-13
• 1.3.1 国外研究现状11-13
• 1.3.2 国内研究现状13
• 1.4 主要研究内容13-15
• 第2章 锂离子电池的工作原理及性能研究15-31
• 2.1 锂离子电池的工作原理及结构15-20
• 2.1.1 锂离子电池的工作原理15-16
• 2.1.2 锂离子电池特点16-18
• 2.1.3 锂离子电池的安全保护设计18-20
• 2.2 温度对电池性能的影响20-23
• 2.2.1 电池内阻测量实验设计20-21
• 2.2.2 实验结果分析21-23
• 2.3 电池内阻测量模块的设计23-30
• 2.3.1 电池内阻模型及测量原理24-25
• 2.3.2 内阻测量模块硬件设计25-29
• 2.3.3 内阻测量模块精度29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 典型滥用条件下的电池安全问题研究31-47
• 3.1 高低温对电池安全的影响31-37
• 3.1.1 高低温循环实验设计32-33
• 3.1.2 实验结果分析33-37
• 3.2 过充电对电池安全的影响37-42
• 3.2.1 过充电实验设计37-38
• 3.2.2 实验结果分析38-42
• 3.3 过放电对电池安全的影响42-43
• 3.3.1 过放电实验设计42
• 3.3.2 实验结果分析42-43
• 3.4 外部短路对电池安全的影响43-45
• 3.4.1 外部短路实验设计44
• 3.4.2 实验结果分析44-45
• 3.5 本章小结45-47
• 第4章 电池组串并连接方式的故障诊断47-76
• 4.1 电池模型的建立与仿真47-53
• 4.1.1 一阶RC等效模型47-48
• 4.1.2 基于Matlab/Simulink的电池建模与仿真48-53
• 4.2 串并联电池组连接处的故障诊断53-66
• 4.2.1 串并联电池组连接处的故障53-57
• 4.2.2 故障的软件仿真57-60
• 4.2.3 故障诊断的实验60-66
• 4.3 并联电池组中电池单体内部短路的故障诊断66-75
• 4.3.1 在并联电池组中加入故障信号67-69
• 4.3.2 电池组内部短路的仿真69-75
• 4.4 本章小结75-76
• 结论76-77
• 参考文献77-82
• 致谢82

【参考文献】

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1 李芳培;毛建国;沈\

本文编号：307141