应用于高寒地区的电动汽车动力电池系统热管理技术研究

发布时间：2017-04-25 12:05

  本文关键词：应用于高寒地区的电动汽车动力电池系统热管理技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着全球能源危机以及大气污染等问题的日益加剧,电动汽车技术逐渐受到人们的重视。锂离子电池作为电动汽车的动力来源,其工作性能受外界环境温度影响较大。低温环境下,电池的容量会急剧衰减,内阻会持续增大,进而导致电动汽车整车性能衰减。在极端低温环境下,电动汽车甚至无法直接启动,这极大地限制了电动汽车在北方高寒地区的推广,因此本文侧重研究低温对于动力电池的影响,并设计应用于低温环境的电动汽车动力电池热管理系统。本文首先通过电池特性实验研究了低温对于磷酸铁锂电池和三元材料电池的容量、开路电压和内阻等关键参数的影响,分析得出电池的适宜工作温度范围。通过脉冲充放电实验获取了电池的等效比热容和传热系数等关键热物性参数,为热管理系统的方案设计提供了理论依据。其次,分析了动力电池系统的预热机理,并通过小模组的预热实验对比了三种预热方式的优缺点,通过分析,得出利用加热元件直接对电池底部加热是一种有效、可行的预热方式。并在此基础上完成了动力电池系统的整体结构设计和预热方案设计。最后,明确了低温环境下动力电池系统热管理的整体设计需求,并在此基础上进行了热管理系统的硬件设计和软件设计。在完成热管理系统的开发后,搭建了动力电池组低温测试平台,在不同环境温度下对动力电池组进行了预热实验,实验表明该热管理系统能够有效地对电池组进行预热,有效提升电动汽车在高寒地区低温环境下的整车性能。
【关键词】：动力电池 低温性能 预热方式 热管理系统
【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
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景及意义9-11
• 1.2 电动汽车热管理技术研究现状11-13
• 1.2.1 电池热管理技术研究综述11
• 1.2.2 电池散热系统研究现状11-12
• 1.2.3 电池预热系统研究现状12-13
• 1.3 课题研究的主要内容13-14
• 第2章 动力锂离子电池热特性研究14-29
• 2.1 锂离子电池的工作原理14-15
• 2.2 电池温度特性实验15-19
• 2.2.1 测试对象和测试设备16-17
• 2.2.2 静态容量测试17-18
• 2.2.3 混合功率脉冲特性测试18-19
• 2.3 实验结果及分析19-23
• 2.3.1 温度对电池开路电压的影响19-20
• 2.3.2 温度对电池欧姆电阻的影响20-21
• 2.3.3 温度对电池极化内阻的影响21-22
• 2.3.4 温度对电池峰值功率的影响22-23
• 2.4 电池低温环境性能衰减机理分析23-24
• 2.5 电池热物性参数获取24-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第3章 电池系统预热方案研究29-39
• 3.1 电池系统预热机理分析29-30
• 3.2 预热方案选取与对比30-36
• 3.2.1 强制热风预热方案30-31
• 3.2.2 平面热管预热方案31-33
• 3.2.3 电热膜预热方案33-36
• 3.3 电池系统整体设计及预热方案36-38
• 3.3.1 动力电池系统结构设计36-37
• 3.3.2 电池箱保温设计37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 动力电池热管理系统设计39-53
• 4.1 电池热管理系统设计需求39
• 4.2 电池热管理系统总体设计方案39-52
• 4.2.1 电池热管理系统硬件设计41-47
• 4.2.2 电池热管理系统软件设计47-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第5章 热管理系统性能测试和控制策略53-65
• 5.1 低温测试平台搭建53-54
• 5.2 动力电池组预热实验54-58
• 5.3 动力电池组低温预热放电实验58-61
• 5.4 动力电池系统热管理策略设计61-64
• 5.4.1 快速预加热模式61-62
• 5.4.2 保温模式62-63
• 5.4.3 紧急启动模式63-64
• 5.5 本章小结64-65
• 结论65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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本文编号：326273