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基于典型城市工况的电动汽车动力电池热管理策略研究
| 论文题名： | 基于典型城市工况的电动汽车动力电池热管理策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车;动力电池;城市工况;热管理;安全寿命 |
| 摘要： | 由于能源紧缺和环境污染的问题，电动汽车在近二十年来得到了快速迅猛的发展。动力电池作为电动汽车最为核心的部件之一，将影响到电动汽车未来的发展方向。而电池的热管理系统是动力电池技术最为关键的一环，直接关系到动力电池以及整个电动汽车的安全与寿命。 本文以城市电动轿车为应用背景，以18650锰酸锂动力电池为对象，研究了典型城市工况下动力电池生热特性，总结出了动力电池的一般温升规律，并针对当前传感器测量电池温度的滞后问题，结合电池内部温度估计算法，提出了基于电池内部估计温度的热管理策略，该策略结合了动力电池的温度特性以及电动汽车的工况特性，并实时监测、反馈动力电池的电压、电流、温度以及电动汽车的行驶工况，以电池内部估计温度为温度管理依据，最大限度地保障动力电池工作在理想的温度范围内，对提高动力电池及电动汽车的安全和寿命具有重要意义。本文主要的研究工作如下： （1）阐述探究锂电池的生热机理，并总结了动力电池温升的影响因素；厘清了动力电池生热与电动汽车工况特性的关系，并基于advisor仿真软件，在典型城市工况下，得到了动力电池的输出特性，为动力电池的建模仿真提供工况数据。 （2）分析总结动力电池现有的建模方法，并基于Comsol软件建立了动力电池的电化学-热三维模型；在典型城市工况及不同环境温度下，对动力电池单体和模块分别进行了仿真计算，得到了不同典型城市工况下的动力电池温升特性，为热管理策略提供了理论依据。 （3）搜集整理国内外热管理系统的现状，并提出了基于电池内部估计温度的热管理策略；基于电池内部温度估计方程，在Matlab/Simu link软件上搭建了电池内部温度估计模型，并分析了内部温度估计误差；设计了热管理系统的软硬件框架，为热管理系统的搭建提供支持。 （4）为了验证动力电池的温度特性，搭建了热特性实验台架，并对测试数据进行了处理，得到了端电压与SOC的关系曲线和内阻与SOC的关系曲线；搭建了热管理系统半物理仿真平台，验证了基于电池内部估计温度热管理策略的有效性和合理性，改善了基于电池表面测量温度策略的滞后性。 |
| 作者： | 郭阳东 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李玉芳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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