日本无码免费高清在线|成人日本在线观看高清|A级片免费视频操逼欧美|全裸美女搞黄色大片网站|免费成人a片视频|久久无码福利成人激情久久|国产视频一二国产在线v|av女主播在线观看|五月激情影音先锋|亚洲一区天堂av

  • 手機(jī)站
  • 小程序

    汽車測試網(wǎng)

  • 公眾號

    • 汽車測試網(wǎng)

    • 在線課堂

    • 電車測試

純電動汽車電池?zé)峁芾砑夹g(shù)研究

2021-12-07 19:53:21·  來源：汽車熱管理之家  
　
摘要：在我國快速發(fā)展過程中，對于能源的需求在不斷加大，能源危機(jī)和環(huán)境污染問題已成全球關(guān)注的焦點(diǎn)，新能源汽車順勢而為，純電動汽車采用純電驅(qū)動，更加節(jié)能、
摘要：在我國快速發(fā)展過程中，對于能源的需求在不斷加大，能源危機(jī)和環(huán)境污染問題已成全球關(guān)注的焦點(diǎn)，新能源汽車順勢而為，純電動汽車采用純電驅(qū)動，更加節(jié)能、環(huán)保。隨著純電動汽車的發(fā)展，車輛的安全性、續(xù)航里程能力得到了關(guān)注，動力電池的性能很大程度上影響著整車性能，為了提升動力電池系統(tǒng)性能，避免熱失控，研究高性能動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)至關(guān)重要。

引言

目前在國內(nèi)汽車市場上純電動汽車發(fā)展迅猛，它所采用的動力電池絕大部分是鋰離子電池，鋰電池技術(shù)發(fā)展迅速，性價比快速提升。但隨著純電動汽車在社會上大批量投入使用，也遇到了一些問題，比如少量的純電動汽車因為各種原因出現(xiàn)了鋰電池起火，進(jìn)而導(dǎo)致整車燃燒問題，或鋰電池破裂導(dǎo)致有毒的電解液泄漏到空氣中的問題。鋰離子動力電池的起火燃燒風(fēng)險，來自于電池的化學(xué)能在高溫下瞬間釋放（高壓電擊不在本文討論的范圍），表現(xiàn)為：電池的熱失控和熱擴(kuò)散引起整車燃燒或爆炸、或者電解液泄漏有毒氣體。本文系統(tǒng)的介紹了這個問題的各個風(fēng)險環(huán)節(jié)，并提出對應(yīng)的風(fēng)險控制措施。

1 電池?zé)峁芾淼默F(xiàn)狀

通常來說，溫度對動力電池的性能影響比較大，溫度較低的時候，電池內(nèi)阻較大，容量也變小，充電和放電的能力也變差；在溫度較高的時候，一些電池原料會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，比如燃燒或者爆炸。如果電池包里面的電池每個點(diǎn)的溫度分布不均勻，那么單體之間的差異性也比較大，這就會影響到電池包的性能，而且對電池的壽命也會產(chǎn)生很大的影響。因此，對電池包的熱管理系統(tǒng)進(jìn)行研究，是非常具有現(xiàn)實(shí)意義的。在國內(nèi)，很多鋰電池?zé)岱治龆疾粫﹄姵卦谑褂眠^程中的溫度場進(jìn)行分析，一般都只分析鋰電池的高溫或者低溫時的穩(wěn)定性能，不知道電池為何會溫度升高。一般來說，動力電池的運(yùn)行環(huán)境都很差，常常處于一個大電流的充放電狀態(tài)，如果不把電池SOC 以及充放電電流結(jié)合起來對電池的溫度場分布進(jìn)行分析，那么就不會得到電池組的正確溫度分布。所以，對這些方面的研究還需要進(jìn)一步進(jìn)行深入。而國外對這些方面的分析相對就非常多了，而且開始的時間也比較早。國外通常研究的是鋰電池和鎳氫電池比較多，其研究方法也大多類似。研究鋰電池一般按照幾個模型進(jìn)行分析，分別是電化學(xué)-熱耦合模型、熱濫用模型和電-熱耦合模型，而鋰電池的熱特性分析通常使用熱濫用模型。這些研究分析模型都對應(yīng)著不同的分析范圍，不同的研究要求和研究條件就要選用不同的分析模型，這些模型的分析結(jié)果也不太相同，主要表現(xiàn)在分析結(jié)果的精度和可靠度上。混合動力汽車為提高能源利用率，可依照運(yùn)行的策略來設(shè)計對應(yīng)的能量回收，如果電池處于一個大電流充電的狀態(tài)下，很可能會發(fā)生過充現(xiàn)象。這時，風(fēng)扇如果能帶走大部分熱量或者這種狀態(tài)持續(xù)的時間不長，電池包中的電池溫度不高，那么過充只有電解液的分解，這個時候電池還是安全的?？墒牵姵氐纳嵝匀绻缓玫脑?，那么金屬氧化物的正極就會發(fā)生脫鋰現(xiàn)象，化學(xué)活性變強(qiáng)，電池溫度繼續(xù)升高，如果持續(xù)的時間過長，就會使電池發(fā)生熱失控。

2 動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計要求

動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計時，首先需考慮電池包適宜工作范圍，廣泛應(yīng)用的鋰離子電池正常工作溫度范圍為充電情況下0-55℃，放電情況下-20℃-60℃，最佳充放電溫度范圍為20℃-35℃，電池處于最佳溫度充放電時可使電池性能最優(yōu)及循環(huán)壽命最大化，且能有效的避免電池?zé)崾Э貑栴}。確定動力電池系統(tǒng)最佳溫度范圍后，現(xiàn)階段純電動汽車大多采用液冷結(jié)構(gòu)，根據(jù)整車需求進(jìn)行熱管理系統(tǒng)匹配選型，同時參照動力電池系統(tǒng)工作需求，制定系統(tǒng)工作閾值，其中環(huán)境溫度的影響可根據(jù)實(shí)際電池的散熱需求調(diào)節(jié)，制定電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)最佳控制模式。整車系統(tǒng)將各個電池包溫度及行車或充電/運(yùn)行模式組合成一特定溫度報文并通過CAN 總線發(fā)送至電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)計算出電池包的溫度最高值和溫度平均值，并根據(jù)設(shè)定溫度的要求自動進(jìn)入以下模式：壓縮機(jī)制冷模式：系統(tǒng)控制器（BMS 提供工作信號），當(dāng)環(huán)境溫度≤限定值，系統(tǒng)進(jìn)水≥設(shè)定值，水泵運(yùn)行，風(fēng)扇運(yùn)行，進(jìn)入高溫冷卻模式；自循環(huán)模式：系統(tǒng)控制器（BMS 提供工作信號），當(dāng)環(huán)境溫度＞限定值，水泵運(yùn)行，風(fēng)扇運(yùn)行，壓縮機(jī)運(yùn)行，進(jìn)行低溫冷卻模式；待機(jī)模式：系統(tǒng)上電，但是BMS 未提供工作信號，整機(jī)應(yīng)處于待機(jī)狀態(tài)，高溫（30℃-40℃）地區(qū)正常工作，包括高低溫啟動、高低溫性能、高低溫充電、續(xù)駛里程等測試。

3 消除電池燃燒風(fēng)險的措施

鋰離子電池本體安全性提升的主體責(zé)任在于電池廠商，但是涉及電池以外部分的責(zé)任在于整車廠商，涉及電池廠商、整車廠商的設(shè)計、生產(chǎn)各環(huán)節(jié)，包括以下幾個方面：內(nèi)部和外部的機(jī)械設(shè)計：電池內(nèi)部固定單體電池的支架的強(qiáng)度和剛度，內(nèi)部定向泄壓、電池與殼體內(nèi)表面最小間隙，殼體密封性，整車上固定電池包的牢固性，整車碰撞變形時的安全距離。優(yōu)化動力電池管理系統(tǒng)(BMS）安全策略：充放電策略，過充電保護(hù)，過放電保護(hù)，過電流保護(hù)，溫度和濕度監(jiān)控，高溫和低溫極限保護(hù)、內(nèi)部壓力監(jiān)控、發(fā)生機(jī)械碰撞時斷電保護(hù)等。內(nèi)部電氣設(shè)計安全：電池組、BMS 硬件、液冷管路的布局，電線連接的可靠性，絕緣等級，等電位設(shè)計，最小電氣間隙。外部電氣設(shè)計安全：電氣零件的高IP 密封防護(hù)等級，高低壓自鎖與互鎖，高低壓系統(tǒng)隔離，電磁兼容(EMC)和電磁輻射(EMR)，整車絕緣電阻監(jiān)控與報警，手動維修開關(guān)，安全警示標(biāo)簽，外部主動滅火裝置。

4 結(jié)語

綜上所述，本文主要針對混合動力汽車動力電池組的溫度管理系統(tǒng)進(jìn)行了研究分析，研究的內(nèi)容主要包含電池的熱安全性、影響因素以及電池組的熱效率。通過這些問題的研究分析，希望解決目前純電動汽車電池組的安全問題，同時提高電池組的動力性能，使得電池組的使用壽命變得更加長，這對于新能源混合動力汽車的推廣和產(chǎn)業(yè)化有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。
作者：趙學(xué)棟
豫新汽車熱管理科技有限公司
分享到：
 
反對 0 舉報 0 收藏 0 評論 0
滬ICP備11026917號-25