纯电动汽车锂离子动力电池热特性研究 被引量：11

1

作者 谢金法 谢宁 李博超 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第6期1001-1004,共4页

分析锂离子动力电池的发热机理,总结出电池发热与电动势温度系数、电池荷电状态(SOC)值、电池内阻、电流倍率等因素有关,通过实验在不同环境温度下对三元锂离子电池重要特性指标进行研究。得出结论:放电容量随环境温度的升高而增大,随... 分析锂离子动力电池的发热机理,总结出电池发热与电动势温度系数、电池荷电状态(SOC)值、电池内阻、电流倍率等因素有关,通过实验在不同环境温度下对三元锂离子电池重要特性指标进行研究。得出结论:放电容量随环境温度的升高而增大,随放电倍率的增大而降低;直流内阻在低温时升高明显,放电内阻大于充电内阻;在低温下荷电状态-开路电压曲线低于高温下曲线;放电效率曲线得出电池正常工作的温度参考范围。对于电动汽车电池热管理系统的设计具有重要的意义。 展开更多

关键词 纯电动汽车 三元锂离子电池 环境温度 电池热管理

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过充、过热及其共同作用下车用三元锂离子电池热失控特性 被引量：6

2

作者 何骁龙 石晓龙 +2 位作者 王子阳 韩路豪 姚斌 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期218-226,共9页

锂离子电池作为目前电动汽车的主要能源电池,其在外界滥用条件下的热失控问题受到广泛关注,研究不同滥用下尤其是多种滥用共同作用下的电池热失控特性可有效提高电池使用安全性。本工作以车用50 Ah方型动力三元锂离子电池单体作为研究对... 锂离子电池作为目前电动汽车的主要能源电池,其在外界滥用条件下的热失控问题受到广泛关注,研究不同滥用下尤其是多种滥用共同作用下的电池热失控特性可有效提高电池使用安全性。本工作以车用50 Ah方型动力三元锂离子电池单体作为研究对象,利用大功率充放电循环仪和电加热装置,进行了1 C倍率过充、150 W局部过热及其共同作用下的电池热失控实验。对不同工况下热失控实验现象、质量损失、温度变化、升温速率变化、升温部位和电压变化等实验结果进行对比分析,结果表明:过充过热共同作用下电池热失控具有更大危险性,电池热失控时间比单一滥用减少约35%,热失控时电池SOC比过充减小约35%,电池电压会出现“持续上升—突降至零”现象。本研究可为车用三元锂离子电池热管理系统安全设计提供参考。 展开更多

关键词 三元锂离子电池 热失控 过充 过热 共同作用

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不同荷电状态下三元锂离子电池针刺热失控试验研究 被引量：9

3

作者 王海斌 王茂华 +1 位作者 郭君 贺元骅 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2059-2067,共9页

基于锂离子电池实际存储与应用的普遍性和危险性,利用自主设计并搭建的试验平台,分别对不同荷电状态(SOC)的锂离子电池进行了针刺热失控试验。利用直径5mm的钨钢针触发圆柱形21700三元锂离子电池热失控,记录其试验现象,测定锂离子电池... 基于锂离子电池实际存储与应用的普遍性和危险性,利用自主设计并搭建的试验平台,分别对不同荷电状态(SOC)的锂离子电池进行了针刺热失控试验。利用直径5mm的钨钢针触发圆柱形21700三元锂离子电池热失控,记录其试验现象,测定锂离子电池的温度、开路电压与质量等参数。结果表明:锂离子电池SOC越高,针刺时发生热失控的现象越剧烈,且当锂离子电池SOC高于60%时,电池各测温点的最高温度都在电池正极处,电池外表面的温度峰值均高于电池内部的温度峰值;随针刺的锂离子电池SOC增大,电池各测温点温度峰值升高,电池正极处到达峰值所需时间变短;不同荷电状态的锂离子电池在进行针刺试验后,两端开路电压掉落的时间点不同,电池SOC越高,开路电压掉落的时间越快,在发生针刺后三元锂离子电池安全阀能保护电池不发生明显热失控现象的最大SOC在60%左右;SOC越高的锂离子电池在发生热失控过程中电池损坏越严重,其质量损失率越大。 展开更多

关键词 安全工程 三元锂离子电池 荷电状态 针刺 热失控 温度峰值 开路电压 质量损失率

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火法处理废旧三元锂离子电池工艺研究 被引量：9

4

作者 苟海鹏 裴忠冶 +5 位作者 周国治 刘诚 吕东 陈学刚 余跃 李明川 《中国有色冶金》 CAS 2019年第4期79-83,共5页

利用NaCl溶液对废旧三元锂离子电池进行放电处理,将放电后的电池在650℃、N2气气氛下进行热解,选用活性炭和NaOH溶液处理热解过程中产生的HF气体和VOCs气体。热解产物主要由C、Cu、Al、Li 2CO3、NiO、CoO和Ni等组成,该产物可进一步用于... 利用NaCl溶液对废旧三元锂离子电池进行放电处理,将放电后的电池在650℃、N2气气氛下进行热解,选用活性炭和NaOH溶液处理热解过程中产生的HF气体和VOCs气体。热解产物主要由C、Cu、Al、Li 2CO3、NiO、CoO和Ni等组成,该产物可进一步用于湿法冶金提取Li、Ni、Co、Mn、Cu和Al等有价金属,经济效益显著。 展开更多

关键词 三元锂离子电池 放电处理 热解 回收

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储能系统用三元锂离子电池热失控火灾特性 被引量：4

5

作者 李毓烜 阚强 崔海浩 《电源技术》 CAS 北大核心 2023年第3期328-331,共4页

锂离子电池是储能系统的重要组成部分,但储能系统用三元锂离子电池的热失控火灾特性尚未厘清,严重制约了此类储能设施消防控灭火手段的应用和储能行业的安全发展。通过储能系统用三元锂离子电池的热失控实验、量热实验和热扩展实验,研... 锂离子电池是储能系统的重要组成部分,但储能系统用三元锂离子电池的热失控火灾特性尚未厘清,严重制约了此类储能设施消防控灭火手段的应用和储能行业的安全发展。通过储能系统用三元锂离子电池的热失控实验、量热实验和热扩展实验,研究了电池单体热失控和电池模组热扩展的发展规律。实验结果表明,储能系统用三元锂离子电池在热失控后会直接起火燃烧,释放出大量可燃气体,燃爆剧烈,会形成持续的喷射火,电池单体热失控容易触发相邻电池单体发生热失控,形成链式反应。 展开更多

关键词 三元锂离子电池 热失控 量热实验 热扩展

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高镍三元锂离子电池火灾及气体爆炸危险性实验 被引量：7

6

作者 郭志慧 崔潇丹 +1 位作者 赵林双 陈佳炜 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期193-200,共8页

高镍三元锂离子电池在电动车领域发展势头迅猛,但因为其能量密度高,在加热、过充、撞击等滥用条件下比其他已有电池更易发生严重的火灾爆炸事故,其推广应用需要进行更为严格的安全测试,本文针对NCM811锂电池进行了加热下的热失控实验,... 高镍三元锂离子电池在电动车领域发展势头迅猛,但因为其能量密度高,在加热、过充、撞击等滥用条件下比其他已有电池更易发生严重的火灾爆炸事故,其推广应用需要进行更为严格的安全测试,本文针对NCM811锂电池进行了加热下的热失控实验,并设计了锂电池热失控气体收集装置,且对收集的电池气体进行配气完成了爆炸极限测试实验,得到0%、50%、90%SOC下锂电池热失控火灾特征和热失控后气体爆炸危险性参数。结果表明,NCM811电池的火灾爆炸危险性随SOC的增大而增大,90%SOC产气量达124.21 mol,火焰温度达650℃,1 L容器中超压达512 kPa,爆炸极限为7%~38%,极易引发周围电池的燃烧爆炸,相关安全措施建议被采用。 展开更多

关键词 高镍三元锂离子电池 热失控 气体爆炸危险性

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不同正极材料的大容量锂离子电池热失控实验研究

7

作者 张军 韩路豪 +1 位作者 王子阳 姚斌 《建筑电气》 2024年第2期38-44,共7页

为探究不同正极材料大容量锂离子电池的热失控特性,针对不同荷电状态(SOC)下相同容量的不同正极材料大容量52 Ah磷酸铁锂电池(LFP)和53 Ah三元锂离子电池(NCM)的热失控进行实验,通过热失控行为、热失控特征参数等参数对比二者的宏观行... 为探究不同正极材料大容量锂离子电池的热失控特性,针对不同荷电状态(SOC)下相同容量的不同正极材料大容量52 Ah磷酸铁锂电池(LFP)和53 Ah三元锂离子电池(NCM)的热失控进行实验,通过热失控行为、热失控特征参数等参数对比二者的宏观行为与特征。实验结果表明:NCM热失控比LFP更剧烈;SOC越大,NCM与LFP更易发生热失控且热失控更剧烈,NCM热失控对SOC的变化更敏感。 展开更多

关键词 锂离子电池 磷酸铁锂电池 三元锂离子电池 热失控 荷电状态 特征参数 温升 正极材料

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三元锂电池加速循环寿命模型的量化研究 被引量：7

8

作者 丁鹏飞 孙坚 徐红伟 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第9期1133-1135,1139,共4页

三元锂电池的寿命与使用环境、负载特性等有关,目前,对三元锂电池循环寿命尚缺乏定量研究。在环境温度为25℃时,三元锂电池以1 C、3 C和5 C放电,基于逆幂律模型,建立了以电池中位寿命、特征寿命(0.632分位数寿命)、10%寿命、90%寿命、1... 三元锂电池的寿命与使用环境、负载特性等有关,目前,对三元锂电池循环寿命尚缺乏定量研究。在环境温度为25℃时,三元锂电池以1 C、3 C和5 C放电,基于逆幂律模型,建立了以电池中位寿命、特征寿命(0.632分位数寿命)、10%寿命、90%寿命、100%寿命及循环寿命衰减拟合的二次多项式系数为寿命特征的加速循环寿命模型。模型精度验证实验表明所建立的加速寿命模型能较为准确地预测三元锂离子电池寿命情况,具有一定的工程实践意义。 展开更多

关键词 三元锂离子电池 加速循环寿命模型 逆幂律模型

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磷酸铁锂与三元锂离子电池加热下的热失控行为

9

作者 顾正建 陶倩艺 +2 位作者 杨智皋 黄惠 张耀 《电池》 CAS 北大核心 2024年第4期513-518,共6页

针对锂离子电池存在的起火和爆炸风险,以储能用3.2 V 100 Ah磷酸铁锂锂离子电池和3.6 V 90 Ah三元LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(NCM523)锂离子电池为对象,采用外部加热的滥用方式,研究不同正极体系锂离子电池的热失控特性。取样磷... 针对锂离子电池存在的起火和爆炸风险,以储能用3.2 V 100 Ah磷酸铁锂锂离子电池和3.6 V 90 Ah三元LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(NCM523)锂离子电池为对象,采用外部加热的滥用方式,研究不同正极体系锂离子电池的热失控特性。取样磷酸铁锂锂离子电池在外部加热条件下不会燃烧,仅释放大量白色烟雾,电池热失控最高温度为534.2℃,总放热量为0.162 MJ,最高热释放速率为1.81 kW;取样三元锂离子电池在外部加热条件下发生燃烧和喷射,电池热失控最高温度为1052.4℃,总放热量为3.147 MJ,最高热释放速率为134.85 kW;磷酸铁锂与三元锂离子电池热失控后产生的气体成分几乎一致,均为H_(2)、CO_(2)、CO和碳氢化合物;磷酸铁锂与三元锂离子电池热失控后,电压均存在二次下降的现象。 展开更多

关键词 磷酸铁锂锂离子电池 三元锂离子电池 储能 热失控参数 早期预警

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纯电动汽车用动力电池组热特性研究 被引量：2

10

作者 车翠翠 唐玉峰 《时代汽车》 2023年第1期115-117,共3页

分析了锂离子动力电池的发热机理,得出电池发热与电动势温度系数、电池充电状态(SOC)值、电池内阻和电流倍增率等因素有关。通过实验研究了三元锂离子电池在不同环境温度下的重要性能指标,结果表明:放电容量随环境温度的升高而增大,随... 分析了锂离子动力电池的发热机理,得出电池发热与电动势温度系数、电池充电状态(SOC)值、电池内阻和电流倍增率等因素有关。通过实验研究了三元锂离子电池在不同环境温度下的重要性能指标,结果表明:放电容量随环境温度的升高而增大,随放电速率的增大而减小;低温时直流内阻明显增大,放电内阻大于充电内阻;从放电效率曲线获得电池正常运行的参考温度范围,可为电动汽车电池热管理系统的开发提供参考。 展开更多

关键词 纯电动汽车 三元锂离子电池 环境温度 电池热管理

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基于区域频率法评估三元锂电池的健康状态

11

作者 张子夏 廖强强 +4 位作者 刘伟 蔡永翔 付在国 张雅 林志成 《化学工程》 CSCD 北大核心 2024年第1期18-23,共6页

为解决低采样频率下S_(OH)(电池健康状态)评估不准确的问题,提出一种基于PDF(概率密度函数法)的区域频率法。采用不同倍率下三元锂电池的充放电电压数据进行分析,采样频率为1/60 Hz,分别提取PDF峰高和区域频率作为健康因子,并建立与S_(... 为解决低采样频率下S_(OH)(电池健康状态)评估不准确的问题,提出一种基于PDF(概率密度函数法)的区域频率法。采用不同倍率下三元锂电池的充放电电压数据进行分析,采样频率为1/60 Hz,分别提取PDF峰高和区域频率作为健康因子,并建立与S_(OH)的关系。结果表明:随着电池充放电电流倍率的增加,PDF峰高作为健康因子与S_(OH)的拟合度降低,尤其在放电阶段,1C倍率下拟合度R^(2)仅为0.0971。当区域频率作为健康因子时,电池在不同倍率下充放电阶段S_(OH)模型的拟合度R^(2)均在0.95以上。当区域电压从100 mV增加到400 mV,模型的拟合度可达0.98以上。最后,使用1/2C倍率下电池老化数据对该方法进行验证,S_(OH)评估误差在2%以内,结果表明该方法可提高低采样频率下的电池S_(OH)评估的准确性。 展开更多

关键词 三元锂离子电池 区域频率 概率密度函数 电池健康状态评估 采样频率 充放电电流倍率

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锂离子电池交流阻抗谱应用

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作者 陈金荣 《物理化学进展》 2024年第2期273-283,共11页

随着环境保护意识的增强,锂离子电池作为一种车用动力电池得到了广泛应用。然而,如何准确测试电池的荷电状态、识别过充、过放和内部短路等问题仍然是一个挑战。本研究采用电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)... 随着环境保护意识的增强,锂离子电池作为一种车用动力电池得到了广泛应用。然而,如何准确测试电池的荷电状态、识别过充、过放和内部短路等问题仍然是一个挑战。本研究采用电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)技术探究了有效评估三元锂电池状态的方法。本研究在不同荷电状态(State of Charge, SOC)条件下对电池进行了EIS测试,并在过充、过放以及内部短路情况下进行了相应的电化学阻抗实验,从而得出结论,验证了EIS用于估计各种电池状态以及诊断电池故障的适用性。此外,作为EIS的补充手段,本研究还采用了弛豫时间分布法对不同状态下的电池进行了测试,并将结果与EIS测试进行了对比,以得出最终的结论。 展开更多

关键词 三元锂离子电池 电化学阻抗谱 弛豫时间分布

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低压细水雾系统扑救锂电池箱火灾的试验研究 被引量：4

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作者 赵军超 付阳阳 +3 位作者 薛峰 何盼 孙伟 杨晖 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1897-1903,共7页

为了提升动力锂离子电池系统的安全性,除了一些常规保护措施(电池冷却、电量监测、过热报警等)外,增加抑制锂离子电池早期热失控及火灾的防护系统也是必要的。针对某型电动客车锂离子电池箱的50 Ah三元锂离子电池,开展了锂离子电池单体... 为了提升动力锂离子电池系统的安全性,除了一些常规保护措施(电池冷却、电量监测、过热报警等)外,增加抑制锂离子电池早期热失控及火灾的防护系统也是必要的。针对某型电动客车锂离子电池箱的50 Ah三元锂离子电池,开展了锂离子电池单体火灾试验、锂离子电池箱火灾抑制试验及锂离子电池早期热失控抑制试验,验证低压细水雾灭火系统对于锂离子电池箱热失控安全防护的效果。结果表明,该类型三元锂离子在800 W功率的加热下,会瞬间发生爆燃,燃烧时间为69 s。低压细水雾系统成功实现了对动力锂离子电池箱内火灾及单颗锂离子电池早期热失控的抑制。在锂离子电池火灾及早期热失控抑制的过程中,均未观察到复燃及模组间热失控的传播。 展开更多

关键词 安全工程 三元锂离子电池 安全性 热失控 细水雾灭火系统

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锂离子电池热失控过程中的烟气生成规律研究 被引量：1

14

作者 周彪 王凯 +1 位作者 任常兴 王正阳 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2023年第7期897-902,共6页

为研究热失控传播过程中的烟气成分构成及浓度变化情况,使用3种常用不同直径(10440型、14500型、18650型)的圆柱形三元锂离子电池作为试验对象,分析电池能量密度和不同荷电状态对热失控传播过程中的烟气成分构成及相应生成总量的影响机... 为研究热失控传播过程中的烟气成分构成及浓度变化情况,使用3种常用不同直径(10440型、14500型、18650型)的圆柱形三元锂离子电池作为试验对象,分析电池能量密度和不同荷电状态对热失控传播过程中的烟气成分构成及相应生成总量的影响机制。研究结果表明:气体生成量的最大值基本上对应各电池达到热失控的峰值温度点,HF和HCl等酸性不可燃气体质量浓度曲线的变化趋势基本相似,NO_(2)、NH_(3)、N_(2)O和CO等相对易燃性气体质量浓度曲线的变化趋势基本相似;锂电池热失控传播过程中的NO_(2)、NH_(3)、N_(2)O和CO等可燃性气体成分生成量与热失控传播时长呈正相关的关系;而HCl和HF等不可燃酸性气体生成量则与电池能量密度和荷电状态呈正相关的关系;最终通过线性系数拟合法,得出了电池热失控传播过程中的酸性气体生成量的预测模型。 展开更多

关键词 三元锂离子电池 烟气组分 能量密度 SOC 热失控传播时间

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电动汽车动力电池荷电状态估计 被引量：1

15

作者 邱志鹏 《汽车实用技术》 2023年第23期26-30,共5页

精准可靠的荷电状态估计对电动汽车整车性能有举足轻重的影响,从而成为国内外学者研究的重要方向。文章选取三元锂离子电池作为研究对象,然后介绍了几种荷电状态的估计方法,选择使用模型基础法进行荷电状态的估计,构造一阶Thevenin模型... 精准可靠的荷电状态估计对电动汽车整车性能有举足轻重的影响,从而成为国内外学者研究的重要方向。文章选取三元锂离子电池作为研究对象,然后介绍了几种荷电状态的估计方法,选择使用模型基础法进行荷电状态的估计,构造一阶Thevenin模型,然后利用充放电实验所得数据和MATLAB里的多项式拟合工具构造得出开路电压-荷电状态(OCV-SOC)的函数对应关系。通过使用最小二乘法来辨识对模型中的参数值可以进行离线辨识,再使用自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)算法来估计锂离子电池的荷电状态。随后进行了动态应力测试(DST)实验,将扩展卡尔曼滤波(EKF)算法与AEKF算法进行荷电状态估计的对比及误差分析,从而对AEKF算法的精确度进行检验。最终通过实验数据可以得出结论,文章介绍的AEKF算法对DST实验工况的荷电状态估计可以保证较满意的精确度,并且此算法不是很复杂,操作性强。 展开更多

关键词 三元锂离子电池 SOC估计 一阶Thevenin模型 AEKF

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不同过充倍率条件下三元电池热失控特性研究 被引量：4

16

作者 张建华 张明杰 +1 位作者 裘吕超 金玉红 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第11期1245-1248,共4页

采用更具有参考意义的90%健康状态(SOH)的48 Ah三元方形铝壳动力电池为研究对象,分别在0.3 C,0.5 C,1.0 C和1.5 C倍率下进行过充致热失控对比实验。研究发现,在1.5 C过充倍率下,电池没有发生爆炸,仅会剧烈燃烧。热失控过程中,电压曲线存... 采用更具有参考意义的90%健康状态(SOH)的48 Ah三元方形铝壳动力电池为研究对象,分别在0.3 C,0.5 C,1.0 C和1.5 C倍率下进行过充致热失控对比实验。研究发现,在1.5 C过充倍率下,电池没有发生爆炸,仅会剧烈燃烧。热失控过程中,电压曲线存在3个拐点,随着过充电倍率的增加,电压开始缓慢下降点A的电压V_(A)和电压骤升点B的电压V_(B)会增加,并且从点A到电压骤降点C的时间也会缩短,在1.5 C时从点A到点C的时间为303 s,反应时间大于5 min,因此,建议将充电过程中,电压达到最高点后的持续下降作为热失控预警的参考。 展开更多

关键词 三元锂离子电池 过充 热失控

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废旧三元锂离子电池热解工艺研究 被引量：4

17

作者 苟海鹏 裴忠冶 +5 位作者 周国治 刘诚 吕东 陈学刚 余跃 李明川 《中国有色冶金》 CAS 2019年第5期74-79,共6页

本文研究了废旧三元锂离子电池在500~650℃、空气条件下热解过程中的反应机理。使用软件Factsage对电池热解过程中的热力学进行计算,利用X射线衍射分析、电感耦合等离子体光谱仪、电子探针等设备分析热解产物的主要物相组成及其微观形... 本文研究了废旧三元锂离子电池在500~650℃、空气条件下热解过程中的反应机理。使用软件Factsage对电池热解过程中的热力学进行计算,利用X射线衍射分析、电感耦合等离子体光谱仪、电子探针等设备分析热解产物的主要物相组成及其微观形貌。通过球磨、筛分、真空抽滤等过程回收热解产物中的铜片和铝片,并得到了富含Li、Ni、Co、Mn等有价金属元素的黑色粉末。该黑色粉末可采用湿法冶金进一步提取有价金属,经济效益显著。 展开更多

关键词 三元锂离子电池 热力学 热解 回收

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锂离子动力电池组相变材料散热结构优化 被引量：4

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作者 盘朝奉 李桂权 +1 位作者 陈龙 江浩斌 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第9期16-19,共4页

针对电动汽车的动力电池的发热与温升问题,对实验用锂离子电池进行市区循环工况的测试,得到其表面温度数据和母线电流数据;对电池材料特性参数进行分析计算及电池PACK结构尺寸参数进行测量;建立动力电池的发热散热模型后对模型进行仿真... 针对电动汽车的动力电池的发热与温升问题,对实验用锂离子电池进行市区循环工况的测试,得到其表面温度数据和母线电流数据;对电池材料特性参数进行分析计算及电池PACK结构尺寸参数进行测量;建立动力电池的发热散热模型后对模型进行仿真计算。经过仿真,得到仿真模型的温度变化及分布;仿真数据与实验数据进行对比一致,表明动力电池的发热散热分析模型有效;在此基础山探讨运用相变材料作为散热介质的电池热管理方法,设计基于相变材料散热介质的动力电池组散热结构,利用建立的发热散热模型分析相变材料散热结构的散热效果,结果表明改进后的动力电池组相变材料散热结构的散热效果显著。 展开更多

关键词 三元锂离子电池 热分析 FLUENT 相变材料 温度场

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电流过载工况下三元锂离子电池性能衰退机制

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作者 王绥军 胡晨 +2 位作者 孙召琴 于冉 金翼 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第20期7940-7947,共8页

三元锂离子电池在电动汽车和电力储能领域广泛应用,其寿命与安全是行业关注热点。该文研究25A×h商用三元锂离子电池在额定电流和2倍额定电流工况下,全寿命周期内性能衰退规律,并拆解循环后电池,表征关键电池材料,分析负极界面变化... 三元锂离子电池在电动汽车和电力储能领域广泛应用,其寿命与安全是行业关注热点。该文研究25A×h商用三元锂离子电池在额定电流和2倍额定电流工况下,全寿命周期内性能衰退规律,并拆解循环后电池,表征关键电池材料,分析负极界面变化,从原子层级推演三元电池性能衰退机制。结果表明,在电流过载工况下,电池循环1500周前后性能出现加速衰退,并伴随满电直流内阻升高,库伦效率降低,电池产气等现象。这可能是由于过载电流加速正极材料中Ni^(3+)、Co^(3+)和Mn4+离子的析出,并迁移至负极表面催化电解液溶剂分解成小分子气体引起。过渡金属离子溶出、电池内阻增大以及电池产气,3个因素耦合加强,共同导致三元锂离子电池性能“跳水”现象。 展开更多

关键词 三元锂离子电池 全寿命周期 梯次利用 界面分析 衰退机制

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细水雾与隔热层协同对锂离子电池灾害传播抑制的研究

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作者 唐琪 胡健 +1 位作者 朱小龙 王喜世 《火灾科学》 CAS 北大核心 2023年第3期195-206,共12页

热失控是锂离子电池最严重的安全问题,一旦发生,极易在电池模组内传播,其释放的热量成倍增长后会导致严重的燃烧爆炸事故,严重阻碍了其在储能、电动汽车等行业的应用,因此需要可靠的方法来阻隔热失控在电池间的传播。目前主流的散热与... 热失控是锂离子电池最严重的安全问题,一旦发生,极易在电池模组内传播,其释放的热量成倍增长后会导致严重的燃烧爆炸事故,严重阻碍了其在储能、电动汽车等行业的应用,因此需要可靠的方法来阻隔热失控在电池间的传播。目前主流的散热与隔热两种热失控抑制策略都存在不足,细水雾因其出色的冷却能力被首选为散热介质,因此有必要开展细水雾散热与隔热层隔热对电池模组内灾害传播协同抑制的有效性研究。以4块车用7 Ah方型动力三元锂离子电池为研究对象,对比分析了隔热层隔热、细水雾散热及其协同抑制三种策略对热失控传播抑制中的关键参数变化。结果表明:本实验中单纯的隔热或细水雾散热方法均无法完全阻断热失控蔓延,但协同抑制策略不仅能完全有效阻断,还可有效解决隔热板导致的聚热现象与细水雾冷却速率有限的问题,相邻电池的最高温度及最大温升速率控制在了132.4℃、0.35℃/s以下;同时,有毒气体CO、SO_(2)的浓度相比无抑制时分别下降约21%、30%。协同抑制的综合效果大于两者单独作用之和,本研究可为电池包内合理平衡隔热和散热之间的关系设计提供数据参考。 展开更多

关键词 三元锂离子电池 热失控传播 隔热层 细水雾 协同抑制

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