锂离子电池热失控仿真研究

本文以60Ah的NCM811软包锂离子电池为研究对象,采用数值模拟的方法研究了加热条件下锂离子电池的热失控行为.基于锂离子电池热失控的副反应机理以及热传导理论,建立单体电池绝热热失控模型,模型误差小于2％.设计相关试验测试单体电池热失控过程中的产气特性,以单体电池绝热热失控模型为基础,建立外部加热条件下的热失控模型,模...     

锂离子电池低温放电性能及电池间一致性(英文)

用实验方法研究了锂离子电池在低温下的放电性能以及电池间一致性。在不同温度下,测量了多节18650型号的锂离子电池的恒流放电与电化学阻抗谱(EIS)。当环境温度从25℃降至-20℃时,4节电池的平均容量降低了58.4%,而容量的标准方差增大了6倍。EIS结果表明:降低环境温度会明显增大电池的阻抗,特别是电荷转移阻抗(RCT),同时,电池间的阻抗差异也被放大。15节电池的统计结果表明:电池放电容量与其阻抗之间存在线性关系。因此,低温下电池容量方差的增大是由于电池阻抗方差的增大引起的,而其中,电荷转移阻抗(RCT)起了主要作用。     

热激源下LFP锂离子电池的热失控特性研究

电动汽车用动力电池系统单一电芯热失控后经扩展导致燃烧是电动汽车灾害事故的主要发展链条之一,为进一步厘清锂离子电池热激源下的灾害表现行为,本文采用加热板直接加热的方式开展了热传导作用下方壳磷酸铁锂电池单体和模组的热失控实验研究,并采集和分析了热失控过程中的电池温度、电压及火灾动力学参数。实验结果表明,LFP单体在热传导作用下的热失控会产生大量白烟,但无明火出现,电芯防爆阀开启温度为250℃,热失控温度280℃,热失控最高温度600℃,LFP单体热失控存在电芯内部的热蔓延特征,热失控内传递时间约为1.5 min;LFP电池模组燃烧呈间歇喷射特征,且火焰传播速度逐步加快,模组最大热释放速率为260 kW,最大烟气生长速率为1.4 m²/s。LFP电池模组着火的点火能主要来自外部电压采样线因高热导致绝缘层失效后短路产生的电火花,且电芯连续热失控更易引发采样线短路,在动力电池系统设计时应尤其注意电压采集线路布置位置、绝缘层失效温度等关键参数。     

电动汽车锂离子电池温度性能研究

我国汽车产业起步较晚,但在电动汽车产业快速发展的背景下,我国电动汽车产业实现了"弯道超车".在电动汽车生产制造过程中,锂离子电池作为其核心构件,其温度性能对于电动汽车整体性能具有直接影响,所以必须明确锂离子电池的具体性能情况.对电动汽车锂离子电池温度性能进行深入的研究与分析,并提出合理的意见和措施,旨在进一步促进电动汽...     

锂离子电池单体热模型研究动态

本文中阐述了锂离子单体电池热模型的基本理论,介绍了国内外目前关于锂离子电池热模型的研究动态;将模型分为均一化参数模型和分布化参数模型,并对其基本理论和方法进行了分析和归纳;指出了现有锂离子电池热模型的不足和未来的发展趋势;最后讨论了不同类型模型对锂离子电池单体设计和热管理等方面的指导意义.     

圆柱型锂离子电池组热均衡性研究

首先建立水冷系统布置方案和三维模型,然后对水冷模式下圆柱形锂离子电池18650不同排列方式的冷却效果和热均衡性进行对比分析,最后对电池模组放电过程中不同点的温度进行测试。定义热比来定量描述电池模组热均衡性。仿真分析与试验验证的结果表明,电池模组几何模型和单体数量相同时,错位排列的冷却效果和热均衡性均优于并行排列,1C放电倍率下,错位排列最高温升比并行排列低2.26 K,热均衡性提高33.9%;同一排列方式下电池单体数量越多,模组热均衡性越差,当模组中单体数量由15增加到60时,并行排列热均衡性下降了5.1%,错位排列热均衡性下降6.3%;几何模型和放电倍率对热均衡性影响很小。     

低温环境下锂离子电池组双重保护系统的实验研究

为改善锂电池组低温下的性能表现,组合多种相变材料与电加热装置,提出一种锂电池低温保护系统。针对一个三串三并的锂电池组模块,首先在25℃,0℃,-20℃温度工况下进行有、无保护系统的对比性放电实验;然后在-20℃温度工况下进行长时间的保温放电实验。结果表明,无保护系统的锂电池组在低温环境下,出现了明显的性能衰退,而带有保护系统的锂电池组在低温环境下,则可以维持锂电池组温度在合适的工作范围内,其参数变化接近常温时放电的表现,有效保证了锂电池低温下的性能。     

车用锂离子电池热管理研究进展

为寻找合适的电池热管理系统对电池进行温度控制,降低车用锂离子电池热失控风险,基于文献挖掘,在明确了锂离子电池热管理研究出发点的基础上,对目前锂离子电池热管理技术进行综述。阐述了车用电池空冷、液冷、热管冷却、相变冷却和复合冷却方式研究现状和进展,总结了不同冷却方式的优缺点,进而提出动力锂离子电池热管理技术未来的发展方向。空气冷却和液体冷却技术虽使用较多,但控温效果较差;热管冷却和相变冷却技术虽控温效果较好,但结构复杂,成本较高。复合冷却技术将主动冷却与被动冷却结合,有效降低峰值温度的同时也提高了电池包温度的一致性,可满足不同工况的需求,应用前景较好。     

强制风冷锂离子电池热管理系统研究综述

为解决车用锂离子动力电池在高强度工作过程中电池温度过高以及电池组温均性差等问题,需要对电池组设计合理的电池热管理系统(BTMS),以此提升电池组的冷却性能.首先阐述了热管理系统的常见冷却方式,分析了各种冷却方式之间的优缺点.随后针对应用最为广泛且最易实现的空气冷却方式,从冷却空气流型、电池排布方式、电池间距、冷却空气流...     

低温工况下电动汽车电池热管理系统优化

随着电动汽车的市场占有率不断提升,汽车制造商逐步将研发重点转向动力电池和智能化控制方向。由于动力电池的化学特性,温度对动力电池充放电性能与安全性会产生较大影响,因此在电动汽车开发中,电池热管理系统的设计具有较高的优先级。基于现存主流电动汽车电池热管理系统结构,结合特斯拉汽车的八通阀热泵系统技术,分析了动力电池的工作原理及其热管理系统的优缺点,同时针对动力电池在低温工况下会出现冷车掉电、续航里程短、充电功率下降等问题,提出了动力电池热管理系统优化方案。     

电动汽车用锂离子动力电池低温性能研究

大量试验表明,部分蓄电池的低温容量达不到标准QC/T743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》中对-20℃放电容量不低于额定值70%的要求。本文对影响蓄电池低温容量的主要因素进行分析,并提出改进措施,取得较好的效果。     

电动汽车锂离子电池荷电状态估算方法研究

电动汽车动力锂电池内部充电状态的评估是电池管理系统状态评估模块的核心。不能用仪器直接测量,只能通过测量蓄电池的外部电流、电压等参数进行评估。准确评估充电状态对于控制电池寿命、功率和安全性非常重要。根据算法的不同,分为传统的开路电压法、电流积分法、基于数据传输的机器学习阻抗法、基于模型的卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法和融合算法。介绍不同评估算法的计算原理,分析比较了不同评估算法的计算复杂度和精度。针对当前锂离子电池充电评估研究中存在的问题,指出锂离子电池充电评估的研究方向和未来发展方向是更具通用性、更高精度和更好实时性的多种评估方法。     

大倍率放电时电动汽车用锂离子电池的热性能

为保证锂离子动力电池安全、可靠和高效的运行,实验研究了其在大倍率放电时的热性能。实验中,对于一款商业电动车用3.2 V、50 Ah锂离子电池,用充放电测试仪和温湿度巡检仪,控制放电倍率为1C~3C(50~150 A)。结果表明:电池放电倍率越大,电池两端工作电压平台越低,电池放电量越小,电池表面的温升率越大。当放电倍率达到3C(150 A)时,电池表面温度超出其安全工作温度,因而,锂离子动力电池在大倍率放电时,需要为其增加散热设备。拟合了一组用于计算不同放电倍率下电池的瞬时产热量的经验公式。这些公式可用于锂离子动力电池的辅助散热设备的设计和选择。     

电动汽车锂离子电池组热管理系统设计

为满足电动汽车电池系统轻量化设计要求,提高锂离子电池组能量密度,对电动汽车电池 组热管理系统进行了研究。通过有效散热和通风等方式,可提高电池组性能,延长电池组的使用寿命。分析了电动汽车锂离子电池组结构与电池单体热特性,通过调整电池组结构,评估电池组整体温 度场,以期为电动汽车电池组热管理研究提供参考。     

不同热管理方案下锂离子电池模组温度特性分析

针对锂离子动力电池在不同条件下电池模组温度变化及热失控传播特性不明晰的问题,提出了基于不同填充材料的电池热管理模拟方案。利用COMSOL Multiphysics软件,以18650电池为研究对象,建立锂离子电池模组热电耦合模型,分析不同填充材料下充放电倍率、液冷流量、液冷管排数对正常电池模组温度的影响;探究不同填充材料对电池模组热失控传播的影响;结合电池热失控试验数据验证模型准确性。结果表明,填充材料和管排数对电池正常模组温度影响较大;填充材料为石墨时最佳液冷管排数为8根;PCM材料能将对热失控传播时间控制在40~50 s/颗,相比于石墨具备明显优势。     

车用锂离子电池低温特性与加热方法研究进展

鉴于低温条件下动力电池功率特性变差,充放电效率下降,制约了电动汽车的发展,一方面通过对不同规格、不同材料体系的动力电池进行低温放电、充电、交流阻抗谱特性测试,分析制约锂离子动力电池低温性能的关键因素;另一方面,从动力电池热管理角度出发,对目前低温加热技术的研究进展进行综述,旨在为改善动力电池低温性能和对动力电池低温热管理技术的进一步研究提供指导。