车用锂离子电池热失控规律及预警方法研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuezhenlong0310
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
锂离子电池由于其良好的输出特性和较高的能量密度,目前已经成为电动汽车动力电池的首选。然而,近年来频繁发生的电动汽车电池起火事故,严重威胁到了乘员的人身和财产安全,也极大地阻碍了电动汽车的发展。因此,深入探讨电池热失控机理,寻找提升动力电池系统安全性的方法就显得尤为重要。本课题将以仿真和实验相结合的方法研究不同滥用条件下锂离子电池的热失控特征,确定各种滥用条件下的热失控临界参数,并提出一种可以实现模组温度分布推算、故障电池位置识别的预警方法。为了研究动力锂离子电池的热失控规律,首先从不同滥用条件下的电池热失控过程入手,分别对针刺、短路、加热、过充四种条件下的热失控特征进行了实验分析。其中,在绝热量热实验中发现软包电池在热失控期间,表现出明显的气体喷射和内短路两个关键特征,并且随着荷电状态的增大,电池安全性明显下降。当电池在绝热环境中发生各个倍率条件下的过充滥用时,均会发生热失控,并且起始热失控温度随倍率的增大而逐渐降低,尤其是在1.5 C过充电的情况下,电池达到61.87℃时就发生了热失控。然而,单体电池在针刺和外短路期间均未发生热失控,但在模组级别中均出现了热失控现象,特别是在针刺电池模组的情况下,所有电池均发生了热失控,而且热失控最高温度达到了910.64℃。电池模组在短路期间,仅中心电池出现了着火现象,其他电池均未发生热失控。在实验测试的基础上,建立了各种滥用条件下对应的有限元计算模型,从而对电池热失控的内部反应机理及电池模组内的热失控传递现象进行更详细的分析。在模型建立中,以化学反应动力学-三维传热耦合模型为基础,添加了描述气体喷射、内短路以及电解液蒸发方程,提升了模型计算的精度。研究结果发现,单体电池在1500 W/m~2的加热条件下不会发生热失控,但是在该条件下加热电池模组内某单体或者整个模组,均会触发电池的热失控并传递至整个模组。电池在过充及短路的过程中,极耳位置的温度始终相对较高,说明可以通过在极耳处加装与温度正相关的保护元器件来避免两种滥用形式热失控的发生。在各类滥用条件的触发作用下,均发现模组的热失控危险程度远高于单体电池。基于电池热失控实验及仿真工作,总结了各种滥用条件下电池的电压和温度变化规律,发现电池电压的变化在不同滥用条件中的规律最明显,结合其他特征参数演变规律搭建了电池热失控阈值模型及电池滥用类型的判断模型。根据传热学基本理论,利用热阻法建立了电池热传递集总模型,通过对比有限元模型的计算结果验证了集总热模型的准确性。在热失控传递集总模型的基础上,修改了输入源项,建立了基于三测点的电池模组温度分布推算模型,计算中发现如果仅输入温度项,对于不存在热源项的温度节点区间的温度分布计算较准确,但在有热源项的温度节点区间的温度分布计算结果差异较大。而在加入温度变化率考虑项后,计算结果与实际的温度分布差异较小,可以实现对温度分布的准确计算。
其他文献
财务的转型是指企业将原有的主要业务内容为核算和管理型的财务,向能够支持和引导企业战略决策的战略型进行转变,让财务的职能不再是仅仅进行企业的财务记账和跟踪那么简单,而是在优化财务基本作业流程的基础上,通过提供高质量、高附加值的企业经营状态分析、风险管理与提示、财务关键指标的跟踪和管控,为企业战略目标的实现奠定基础,在实际运行的过程中需要从财务的角度对企业战略目标进行合理评估和全程控制,基于财务的客观
日前,一场主题为“引进院士高端智力,为河北农业科技创新工作出谋划策”研讨会在中国农业科学院举行。此次研讨会是由河北省科学技术厅牵头组织,河北院校及企业协同参与,旨在借助“问计平台”,强化院士智力引进工作,以院士工作站、院士合作重点单位为桥梁纽带,引导和组织省内企事业单位、科研院校,对接院士及院士团队开展协同攻关、合作培养人才、共建研发平台,助力推进河北省农业科技创新发展。
期刊
我国光伏资源呈分布不均、远离负荷中心的特点,为推动光伏资源在更大范围内实现优化配置,跨省跨区电力交易便成为提高光伏发电消纳量、解决我国光伏发电资源和负荷中心逆向分布矛盾的重要手段之一。本文通过对我国光伏发电现状分析与跨省跨区电力交易机制政策梳理,发现现行跨省跨区交易价格机制存在光伏发电清洁能源价值未被充分考虑、相关成本变化未有效传导至价格、各省区交易规则差异形成的交易壁垒难以破除、送受端电力供需不
黄花菜总黄酮具有抗氧化、抑菌、护肝、抗抑郁和雌激素样作用等广泛生物活性,在食品、保健和医药方面有重要的应用价值。本文着重对黄花菜总黄酮的提取、测定方法及生物活性进行了综述,以促进黄花菜总黄酮的开发和利用。
表现性评价作为一种有效的课程评价方式,自出现以来便引起了人们的广泛关注。相对于传统纸笔测试,表现性评价更加具体、更加实用,内容更加丰富,能够及时地反馈学生的学习能力以及所处的学习阶段,为学生更好地自我提升提供借鉴。本文详细列举了几类表现性评价的评分规则,并阐述了其深刻内涵,论述了英语表现性评价的设计过程,为其他教师设计表现性评价提供了可供参考的内容,并为其制订评分规则提供借鉴。
学位
所谓数形结合思想,是指将抽象的数量关系同直观的空间形式相结合,根据“数”与“形”之间的对应关系,利用相互转化帮助学生突破数学难点及重点的思想方法。为了更加清晰体现出数量关系,教师通常会通过数轴、小棒、线段图等完成,利用“形”降低学生分析数据的难度,利用“数”提高学生对图形的认知度。教师结合数形结合思想展开教学,可以很好地帮助小学生由形象思维向抽象思维过渡;
期刊
在小学数学教学过程中,高段图形与几何是教学领域中必不可少的构成部分,也是学生学好数学必须要掌握的部分。“转化思想”作为一种常见数学思想方法,提倡化繁为简、化新为旧、化难为易,将其应用于小学高段图形与几何教学课堂具有较高价值,所以本文就“转化思想”渗透于图形与结合教学中意义及策略展开了研究。
跨区跨省电力交易是指在由各运营主体负责下形成的区域(或省级)电网之间发生的电力交易行为。在实现“碳达峰、碳中和”的目标背景下,新能源发电占比将不断增长,考虑中国新能源发电与负荷的逆向地理分布现状,推动跨区跨省电力交易有利于实现更大范围内的资源优化配置,使得社会福利最大化。基于上述背景,对国内外多区域电力市场基本架构、交易分类、出清机制、模型求解算法、价格机制等方面进行了分析和介绍,总结了目前跨区跨