耦合非耗散式均衡功能的动力电池组低温预热系统的研究与开发

发布时间：2024-04-14 14:59

　　三元锂离子电池在低温环境下(<0℃)放电,可用容量急剧下降,放电平台降低,且低温下大电流放电会对电池造成一定程度的损害,因此电池在低温环境下使用时需要进行加热;电池组中单节电池的不均一性会导致电池成组后容量降低,需要配备均衡系统来使电池组的容量得到充分利用。本文对电池组的低温预热技术和非耗散式均衡技术进行了研究,引入超级电容,开发了一种兼顾电池组低温预热和非耗散均衡需求的系统。围绕耦合非耗散式均衡功能的电池组低温预热系统,本文进行了以下研究工作。鉴于超级电容放电能力不受低温环境的影响,但是比能量小、成本高;而锂电池比能量大、成本相对低,但是低温下放电能力严重下降,本文综合二者的特点,提出了增加一组小容量动力电池做预热电池,采用超级电容为预热电池加热,预热电池为动力电池组加热的设计思想。基于动力电池组在30分钟之内实现从-25℃至0℃的温升所需要的热量,计算确定了预热电池组的容量和加热功率,实验证明了选型的合理性。基于预热电池组在10分钟之内实现从-25℃至0℃的温升所需的热量,结合超级电容的放电特点,计算确定了平均加热功率和超级电容的容量,实验证明了超级电容选型的合理性。根据预热...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２液体冷却加热系统［２３］??

用４０Ｖ的外部直流电源给电热丝通电，对进风口空气进行加热，加热后的空气通??过风道进入电池箱内，由１２个单体组成的电池箱内单体电池表面温度每８７秒升高??ｌ°Ｃｔ２Ｑ】。西安交通大学的Ｚｈａｎｇ等人提出了如图１－１所示的利用车辆运行时车厢内??的空气对电池进行加热的方法，研宄表明....

图１－３全天候电池结构图［４７］??．?目前，虽然内部加热法的加热效率高，如热时间短，但是其对设备要求比较??

液体管道要求比较高，需要有绝对的密封性和绝缘性，以及合理的结构设计。这??会增加电池箱的复杂程度，在可靠性方面仍然存在一些需要解决的问题［２４］。??图１－２液体冷却加热系统［２３］??相变材料（ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌ，?ＰＣＭ）可以在接近于恒温的环境下，发生??....

图１－５电容式均衡电路结构??

??电压均衡是指以电池电压为均衡变量，以电压一致或者电压差在均衡阈值内??为均衡目标的控制策略。Ｙ．Ｓ丄ｅｅ等人以电压为均衡变量，开发了一套如图１－６和??图卜７所示的以电池电压差和电池电压作为输入，以均衡电流作为输出的隶属度??函数集构成的模糊逻辑控制策略，在保证电池安全的前提....

图１－６隶属度函数集??Ｖ??

?（ｂ）双层开关电容均衡?（ｃ）飞渡电容均衡??图１－５电容式均衡电路结构??（２）均衡控制策略研宄现状??均衡控制策略一般按照均衡变量的选择分为三种：电压均衡、ＳＯＣ均衡、??容量均衡。??电压均衡是指以电池电压为均衡变量，以电压一致或者电压差在均衡阈值内??为均衡目标的控制策....

本文编号：3954863