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21700动力电池单体热特性研究及模组设计
| 论文题名： | 21700动力电池单体热特性研究及模组设计 |
| 关键词： | 电动汽车;锂电池;热特性;仿真技术;神经元网络;模组设计 |
| 摘要： | 作为电动汽车最重要的部分之一，电池的安全性、性能特性、成本等因素直接影响了电动汽车的发展与普及。而在这其中，单体电池的热特性则直接影响了整个电池组的工作效率、使用寿命及安全性等。21700锂离子圆柱电池是当下可量产电池中能量密度最高，且成本最低的动力电池，所以21700锂离子单体电池的热特性研究不仅有利于最前沿的电池技术学习，还为国内电动汽车电池组发展提供基础理论研究。本文的主要研究内容和结果有以下几个方面: (1)通过21700三星40T电池的拆解试验、内阻测定、电池温升试验、能量测定试验、电池容量测试，得出了单体电池的物理参数和几何参数。从试验结果中可得:同一型号21700电池，在同一工况下，内阻、放电容量存在差异;测试电流超过6A工况时，电池温度将超过50℃的舒适温度;初始电压波动在10mV内;内阻的组间极差小于1.6mΩ;在电池充放电循环过程中，放电容量和放电能量逐渐减小;接着，对比了现在市场上最流行的18650及21700圆柱电池的相关电特性，分析了21700电池的普及原因。 (2)研究了21700锂电池单体电池工作过程中的生散热模式。通过锂电池生热率构建了基础产热模型，通过电池生热理论建立了21700锂电池单体简化模型，运用Ansys软件仿真模拟了常自然对流系数下的不同放电电流及室温下的电池温升特性，且与实测数据进行了比较。通过改变SOC、环境温度、放电倍率几个关键因素获得了锂离子单体电池实时温度数据，然后对所创建BP神经网络进行训练与自主学习，能够准确地预测锂离子单体电池温度，其预测温度与实验测试结果温差相差0.5℃以内。 (3)根据本校电动赛车比赛要求、实际工况等方面，设计了一种21700电动赛车电池模组，并进行了21700电池模组部件的加工、组装、焊接，并交付第三方测试机构进行相关电特性测试，最终在满足电性能要求的同时模组成组效率达到85％，从而实现本校电动赛车电池模组的自主设计与制造能力。 |
| 作者： | 丁凡 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 徐晶;鲁星辰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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