基于风冷散热的电动汽车锂电池热管理系统建模和温度控制研究

发布时间：2021-08-18 05:51

　　由于资源和环境的双重压力,越来越多的国家开始研究和开发电动汽车进而来取代传统的燃油汽车,锂离子电池被认为是电动汽车的最佳能源选择。锂离子电池在工作的时候会放出很多的热量,温度过低或者过高对电池的容量以及寿命都会有影响,其在298K-313K具有最佳的性能。在一些极端工况下,电池表面和核芯之间的最大温差可能达到10K,会导致核芯温度比表面温度更早达到临界点,最终导致电池包热失控甚至爆炸。因此需要设计高效的电池热管理系统对电池的核芯温度进行调节,这对于提升电池的性能以及确保电动汽车的安全具有十分重要的意义。本文采用风冷的散热方式,主要研究如下:首先,建立风冷散热的多状态电池组降阶热模型（Reduced order model,ROM）。通过分析电池的生热特性,电池核芯和表面之间的导热特性以及表面和空气之间的传热特性,根据牛顿冷却定律和Newman的产热理论,将电池模型分为核芯、表面、空气三部分,建立了内阻随温度时变的电池组ROM。然后通过（Hybrid Pulse Power Characteristic,HPPC）内阻测试实验获得电池内阻和温度之间的关系,并通过遗忘最小二乘法对电池组RO... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电池热模型结构示意图

电池内阻测试系统如图2.2所示。电池内阻测试实验主要用到的设备有：一台深圳新威尔公司生产的电池检测设备（5V 6A）,一台广东东莞勤卓环境测试设备有限公司生产的LK-80G可程式恒温恒湿箱,以及一台电脑和若干导线。本文实验选用的目标电池是A123 26650磷酸铁锂电池,目标电池的相关参数如表2.1所示。新威尔电池检测设备是一台用来对电池进行充放电的实验设备,它与计算机、新威尔电池充放电检测设备软件组成一套充放电系统。首先,将计算机和充放电机和恒温恒湿箱都相连接,用于彼此之间的数据传输,同时将放置好电池的恒温恒湿箱和充放电机相连接,实现对电池的充放电。然后,电脑上需要安装上新威尔电池充放电检测设备对应的软件,在计算机软件里面要设置好电池充放电工步。最后,根据已经设置好的工步对电池进行相应的充放电。

(3)数据处理由图2.3可知,给电池施加一个脉冲,电压发生了突变,放电脉冲产生的ΔV1和充电脉冲产生的ΔV3,这部分对应的是欧姆内阻；放电脉冲对应的ΔV2和充电脉冲对应的ΔV4,这是由于极化内阻产生的。根据欧姆定律,电池内阻等于每一个脉冲过程产生的电压除以脉冲电流。所以电池欧姆内阻和极化内阻为

【参考文献】：
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本文编号：3349322