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(chē)測(cè)試網(wǎng)

  • 公眾號(hào)

    • 汽車(chē)測(cè)試網(wǎng)

    • 在線課堂

    • 電車(chē)測(cè)試

811型動(dòng)力電池內(nèi)部溫度及生熱特性測(cè)試與分析

2020-04-25 00:06:45·  來(lái)源：電動(dòng)學(xué)堂  
　
作者單位：上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于日常消費(fèi)類(lèi)電源、電力儲(chǔ)能、汽車(chē)等不同領(lǐng)域，其中車(chē)用動(dòng)力鋰離子電池本身具有能量密度高、電池
作者單位：上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院
鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于日常消費(fèi)類(lèi)電源、電力儲(chǔ)能、汽車(chē)等不同領(lǐng)域，其中車(chē)用動(dòng)力鋰離子電池本身具有能量密度高、電池容量大、充放電流大等特點(diǎn)，除此之外，與其他類(lèi)別電池使用情況相比，動(dòng)力電池的使用工況也更為復(fù)雜多變?在電池的循環(huán)使用過(guò)程中，化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，在電池內(nèi)部會(huì)同時(shí)伴隨發(fā)生反應(yīng)熱、極化熱及歐姆熱等生熱現(xiàn)象，進(jìn)而引起電池的溫升?近年來(lái)，隨著動(dòng)力鋰離子電池比能量的不斷提高，使得電池在使用過(guò)程中所表現(xiàn)出的生熱及溫升現(xiàn)象也更為明顯，電池一系列生熱及溫升現(xiàn)象均會(huì)對(duì)電池的應(yīng)用表現(xiàn)帶來(lái)直接影響?對(duì)動(dòng)力電池使用過(guò)程中生熱率和溫升現(xiàn)象的測(cè)試與量化計(jì)算，是研究和了解電池?zé)岚踩珕?wèn)題的基礎(chǔ)?
在對(duì)電池?zé)崽匦缘姆治鲅芯恐?，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試與數(shù)值模擬的研究方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電池?zé)崽匦詤?shù)和熱安全問(wèn)題的分析與預(yù)測(cè)?C.Forgez和X.Lin等人使用數(shù)值模擬方法對(duì)電池進(jìn)行熱分析研究時(shí)，采用集中熱阻法，將電池內(nèi)部放電生熱量集中于電池中心位置處進(jìn)行模擬計(jì)算?但在電池實(shí)際放電生熱過(guò)程中，由于電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)多為螺旋繞制或?qū)盈B式等多層式結(jié)構(gòu)，所以在電池工作過(guò)程中，其內(nèi)部各層均應(yīng)產(chǎn)生熱量，同時(shí)，K.Shah等人在研究中也提出，電池在實(shí)際工作時(shí)，電池內(nèi)部各處均會(huì)產(chǎn)生熱量?
 
在測(cè)試方法中，研究者們大多采用在電池表面或電池內(nèi)部布置溫度傳感器的方式對(duì)電池在不同工況下的溫度分布進(jìn)行測(cè)試?在探究溫度對(duì)電池使用影響的研究文獻(xiàn)中已有提出，鋰離子電池的工作狀態(tài)受工作溫度的影響較為敏感，例如，在低溫環(huán)境中，電池所表現(xiàn)出來(lái)的放電容量迅速降低、放電電壓平臺(tái)突降現(xiàn)象提前、電池內(nèi)阻急劇增加等現(xiàn)象；在高溫工作狀態(tài)中，短時(shí)間內(nèi)電池的放電電壓平臺(tái)和充放電容量均會(huì)有所增加，但若放任電池長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作在高溫狀態(tài)下，則會(huì)加速電池使用壽命的衰退，進(jìn)一步可能演變觸發(fā)熱失控等嚴(yán)重后果?
電池生熱率的測(cè)試計(jì)算是研究電池生熱機(jī)理和模擬預(yù)測(cè)電池溫升的基礎(chǔ)，它是分析與預(yù)測(cè)電池溫度場(chǎng)變化及熱安全事故觸發(fā)的重要手段之一?為了分析研究高比能量動(dòng)力電池在使用過(guò)程中的生熱率和溫度變化情況，本文中以21700型811三元鋰離子動(dòng)力電池單體作為測(cè)試研究對(duì)象，對(duì)其生熱速率及溫度參數(shù)進(jìn)行測(cè)試與量化計(jì)算?
1電池生熱率計(jì)算
在電池放電過(guò)程中，總的放電生熱量可分為儲(chǔ)存于電池內(nèi)部中的熱量和通過(guò)電池表面散失到環(huán)境當(dāng)中的熱量，如式（1）所示?其中qtotal（t）表示電池各時(shí)刻的總生熱率，單位（W）；qin（t）表示存儲(chǔ)于電池內(nèi)部生熱量的速率大小，單位（W），其增加會(huì)引起電池溫升速率加快；而qout（t）則表示各時(shí)刻通過(guò)電池表面擴(kuò)散至外界環(huán)境的熱量，單位（W），其數(shù)值大小可由熱流傳感器測(cè)試獲得?
 
式（1）中qin（t）可通過(guò)電池體積、電池比熱容和電池整體溫度平均變化速率計(jì)算得到，如下式（2）給出的qin（t）的計(jì)算方法:
 
式（2）中，ρ為電池密度，單位（kg/m3）；Vb為電池體積，單位（m3）；Cp為電池比熱容單位（J/（kg·℃））；ΔTave（t）表示電池整體溫度平均變化速率，單位（℃/s）?式（3）則給出了電池整體溫度平均變化速率的計(jì)算方法
 
式（3）中，ΔTin（t）表示單位時(shí)間電池表面平均溫度變化量，單位（℃/s）；ΔTout（t）表示單位時(shí)間電池內(nèi)部中心溫度變化量，單位（℃/s）?
本文測(cè)試中所使用的電池外形型號(hào)為21700型，由此可得出此電池外形結(jié)構(gòu)為底面直徑為21mm，高度為70mm的正圓柱形，計(jì)算得出電池體積Vb等于2.42×10-5m3；電池質(zhì)量大小為66.67g?電池比熱容數(shù)值大小采用LeiSheng等人所提出的測(cè)試方法計(jì)算得出?
2電池?zé)崽匦詼y(cè)試
2.1電池測(cè)試工況設(shè)計(jì)
測(cè)試中選用全新的21700型811三元鋰離子動(dòng)力電池作為測(cè)試對(duì)象，電池標(biāo)稱(chēng)容量為4.6Ah，標(biāo)稱(chēng)電壓為3.6V?測(cè)試中所使用恒溫箱型號(hào)為H/GDW-225L，其溫度均勻度為±2℃?溫度數(shù)據(jù)采集儀為HIOKI-LR8432型，熱電偶采用T型熱電偶?使用新威CT系列充放電測(cè)試柜對(duì)電池進(jìn)行充放電測(cè)試，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電池充放電壓、電流、容量等參數(shù)的實(shí)時(shí)記錄?為了研究不同環(huán)境溫度工況下電池的放電熱特性，如表1中所示，為本文所有測(cè)試工況設(shè)定量?
 
2.2電池的破殼測(cè)試方案
為了研究電池內(nèi)部溫度及產(chǎn)熱特征，現(xiàn)對(duì)電池進(jìn)行局部破拆并在其內(nèi)部中心位置布置熱電偶，該操作主要包括以下幾個(gè)主要步驟:
（1）對(duì)待測(cè)電池在破殼前進(jìn)行充放電測(cè)試，并記錄相關(guān)測(cè)試參數(shù)結(jié)果；
（2）因?yàn)樵诘蜏丨h(huán)境中，電解液的流動(dòng)性相對(duì)較差，所以在對(duì)電池進(jìn)行破殼前，先將電池置于-20℃恒溫箱內(nèi)3h后再進(jìn)行破殼操作，確保電解液的泄漏量十分微?。?/div>
（3）在電池負(fù)極底殼處進(jìn)行破殼操作，在電池內(nèi)部中心位置布置熱電偶，然后迅速密封；
（4）在對(duì)電池負(fù)極底殼處進(jìn)行破封期間，應(yīng)注意避開(kāi)負(fù)極處的極耳連接片，破封完成后將熱電偶布置到預(yù)設(shè)位置處，并用真空封泥對(duì)電池破封處進(jìn)行重新密封?
2.3傳感器布置
 
 
圖1所示為溫度和熱流密度傳感器布置示圖?如圖1中（a）圖所示，在電池表面沿高度方向上以互成120o角分別在上中下三處位置布置T型熱電偶Tc1，Tc2，Tc3；Tcin表示插入電池內(nèi)部中心位置處的T型熱電偶，其布置實(shí)圖如圖1中（b）圖所示?為了保證熱流傳感器與電池表面的良好接觸，先使用導(dǎo)熱銀硅脂填充于熱流傳感器與電池圓周表面之間，再使用聚酰亞胺高溫膠帶將柔性薄膜式熱流傳感器固定在電池圓周表面上，其布置實(shí)圖如圖1中（c）圖所示；Tcin熱電偶放置位置為電池內(nèi)部的1/2高度位置處，將Tcin熱電偶放置完成后，使用真空封泥對(duì)破殼后的電池底面進(jìn)行重新密封?
2.4電池的隔熱處理
在恒溫箱對(duì)箱體內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，箱體內(nèi)可能會(huì)發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象，另外，箱體內(nèi)風(fēng)機(jī)循環(huán)風(fēng)也會(huì)對(duì)電池的散熱條件也會(huì)產(chǎn)生影響，所以在試驗(yàn)過(guò)程中需要對(duì)電池進(jìn)行隔熱處理?如圖2所示，先用導(dǎo)熱系數(shù)為0.02w/m·k，厚度為20mm厚的氣凝膠氈對(duì)電池及充放電接線柱進(jìn)行初次包裹，再將其放入硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料箱內(nèi)，進(jìn)而起到對(duì)電池的二次保溫及防潮作用?
 
為對(duì)比分析有/無(wú)保溫隔熱措施對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，此處以30℃環(huán)境溫度在1C倍率恒流放電工況為例，分別進(jìn)行了測(cè)試對(duì)比分析，得到了如圖3（a）和圖3（b）所示電池表面溫度Tc1，Tc2，Tc3和電池內(nèi)部溫度Tcin的變化曲線?
 
 
對(duì)比結(jié)果表明，在有保溫隔熱措施時(shí)，電池表面溫度場(chǎng)變化波動(dòng)更小且變化趨勢(shì)也更為平穩(wěn)?例如，通過(guò)對(duì)比兩者在電池表面3處測(cè)溫點(diǎn)最大溫差值可知，電池表面最大溫差分別為0.8℃和1.4℃，所以對(duì)電池進(jìn)行保溫布置后再進(jìn)行放電測(cè)試可明顯減小電池表面溫差?而且，這兩種工況下電池的最大內(nèi)外溫差分別為3.3℃和6.4℃，這也說(shuō)明電池進(jìn)行保溫布置后，也可以明顯減小放電過(guò)程中電池內(nèi)外的溫差梯度?因此，通過(guò)上述測(cè)試結(jié)果，對(duì)電池進(jìn)行保溫布置可使電池內(nèi)外溫度場(chǎng)分布更為均勻，溫度場(chǎng)變化更為平穩(wěn)，從而可提高對(duì)電池溫度變化函數(shù)的擬合精度，進(jìn)而提高對(duì)電池放電生熱率的計(jì)算精度?
3測(cè)試結(jié)果分析
3.1環(huán)境溫度對(duì)電池放電參數(shù)的影響
調(diào)節(jié)恒溫箱溫度分別至表1中所述的-20℃，-10℃，0℃，10℃，20℃，30℃，40℃，待電池內(nèi)外溫度與環(huán)境溫度之間相差±0.1℃，熱流密度值波動(dòng)在±1W/m2之間時(shí)，可認(rèn)為電池溫度與環(huán)境溫度已保持一致，然后再進(jìn)行放電?圖4所示為電池在各環(huán)境溫度工況下，以1C倍率恒流放電時(shí)，放電電壓參數(shù)的變化趨勢(shì)?
 
環(huán)境溫度對(duì)電池放電的影響主要體現(xiàn)在初始放電電壓的降低上，如圖4所示，尤其是在0℃以下的低溫環(huán)境中，環(huán)境溫度對(duì)放電初期電壓壓降的影響最為明顯?這是因?yàn)樵?℃時(shí)，電池內(nèi)部的鋰離子活性降低，電解液流動(dòng)性減弱，導(dǎo)致內(nèi)阻急劇增大，放電過(guò)程中產(chǎn)生的熱量也隨之增大?隨著放電的進(jìn)行，電池內(nèi)部因生熱量的積累使得電池本體溫度逐漸升高，電池放電電壓出現(xiàn)了明顯的回升現(xiàn)象，電壓回升的具體詳情可見(jiàn)表2中所示?
 
由圖4中所示電壓變化曲線可以得出，就總體而言，在電池的全放電過(guò)程中，放電電壓整體平臺(tái)隨著放電環(huán)境溫度的升高而升高；當(dāng)變化相同環(huán)境溫度梯度時(shí)，與環(huán)境溫度大于等于10℃中相比，在低溫環(huán)境溫度區(qū)段內(nèi)溫度的變化對(duì)放電電壓的影響更為明顯；環(huán)境溫度的降低不僅減小了放電電壓，而且還縮短電池的放電時(shí)長(zhǎng)?由于電池的放電工況為恒流放電，因此，隨著放電環(huán)境溫度的降低，其放電容量也隨之減少?如圖5所示的電池放電能量變化曲線，在低溫環(huán)境溫度區(qū)段內(nèi)，環(huán)境溫度的降低對(duì)電池放電總能量減小的影響較為明顯，當(dāng)環(huán)境溫度大于等于10℃時(shí)，環(huán)境溫度的變化對(duì)電池總放電能量的影響程度在降低?綜合以上對(duì)圖4和圖5的分析結(jié)果可以得到，電池的最佳放電溫度范圍在20℃~40℃之間?
 
再分析表2所示低溫環(huán)境下電池初期放電電壓回升階段各項(xiàng)參數(shù)，可以得到如下變化特征:在低溫環(huán)境中，當(dāng)環(huán)境溫度降低相同溫度梯度時(shí)，環(huán)境溫度越低對(duì)電池在放電初始階段的壓降影響也越為明顯，例如，當(dāng)環(huán)境溫度由0℃降至-10℃時(shí)，電壓壓降的最低值由3.7351V減小至3.5342V，減小了0.2009V；而當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度由-10℃降至-20℃時(shí)，電壓壓降的最低值由3.5342V減小至3.0580V，減小了0.4762V，與環(huán)境溫度由0℃降至-10℃時(shí)相比，放電電壓壓降的減小值增大了約237.0%?
另外，由放電電壓壓降過(guò)程結(jié)束并開(kāi)始回升的相對(duì)時(shí)間參數(shù)可以得到，當(dāng)環(huán)境溫度由0℃分別降低至-10℃和-20℃時(shí)，放電電壓回升的相對(duì)時(shí)間分別從139s提前至82s和62s，分別縮短了約41.0%和55.4%的電壓回升觸發(fā)時(shí)間，放電電壓回升觸發(fā)時(shí)間的縮短可表明，環(huán)境溫度的降低進(jìn)一步增大了電池內(nèi)阻，進(jìn)而增大了電池的生熱速率?
分析放電電壓回升階段總時(shí)長(zhǎng)可以得到，當(dāng)環(huán)境溫度由0℃分別降低至-10℃和-20℃后，回升總時(shí)長(zhǎng)分別增加了2.53倍和3.96倍，所以在低溫環(huán)境中，在電動(dòng)汽車(chē)啟動(dòng)前應(yīng)對(duì)電池進(jìn)行預(yù)加熱處理；在不配有預(yù)加熱管理系統(tǒng)的電動(dòng)汽車(chē)中，電動(dòng)汽車(chē)在啟動(dòng)運(yùn)行階段應(yīng)避免進(jìn)行急加速、爬坡等高功率電能輸出動(dòng)作?
3.2環(huán)境溫度對(duì)電池生熱率的影響
 
根據(jù)溫度和熱流密度的測(cè)試結(jié)果，再聯(lián)合運(yùn)用式（1）、式（2）和式（3）所提供的計(jì)算方法，可以得到圖6中所示的電池的生熱率變化曲線圖?分析圖6中電池在不同環(huán)境溫度下進(jìn)行1C倍率恒流放電時(shí)的生熱率，在低溫環(huán)境中放電時(shí)，電池的放電生熱率較高，并隨著放電環(huán)境溫度的升高，電池的放電總生熱率逐漸減小，當(dāng)環(huán)境溫度為30℃時(shí)，放電過(guò)程中電池的生熱率達(dá)到最小值?
在各環(huán)境溫度工況放電測(cè)試過(guò)程中，在放電初期，電池放電生熱率相差較為明顯，最大差值到達(dá)約3.73W；當(dāng)放電進(jìn)入中期階段時(shí)，放電生熱率變化較為平穩(wěn)，且在此放電階段內(nèi)，各環(huán)境溫度工況下的電池放電生熱率均達(dá)到最小值?通過(guò)對(duì)比分析各環(huán)境溫度工況下電池的放電生熱率可以得到，在環(huán)境溫度為
-20℃時(shí)，在電池放電全過(guò)程中，電池各放電時(shí)刻生熱率均為最大值，由能量守恒可推算得到，在本文所列出的各放電環(huán)境溫度工況中，當(dāng)放電環(huán)境溫度為-20℃時(shí)，電池內(nèi)部化學(xué)能轉(zhuǎn)化為輸出電能的效率最低，與之相對(duì)，在環(huán)境溫度為30℃中進(jìn)行放電時(shí)，電池內(nèi)部化學(xué)能轉(zhuǎn)化為輸出電能的效率達(dá)到最高?從能量利用率角度可分析得到，在放電環(huán)境溫度為10℃~40℃之間時(shí)，電池中輸出電能的轉(zhuǎn)化效率較高，由此分析所得到的最適放電溫度范圍與前述依據(jù)電參數(shù)分析所得到的最適放電溫度范圍大致相同?
3.3環(huán)境溫度對(duì)電池散熱率的影響
 
圖7所示為環(huán)境溫度變化對(duì)電池表面散熱率的影響，分析圖7可知，在放電過(guò)程中，電池表面散熱率數(shù)值均大于0，由此可得到，在放電過(guò)程中，電池的熱特性表現(xiàn)為對(duì)外散熱；通過(guò)對(duì)比不同環(huán)境溫度下電池表面散熱率變化曲線可得到，在電池放電初期和放電末期時(shí)段內(nèi)，電池表面散熱率變化較快，而在放電的中期階段，電池表面散熱率變化表現(xiàn)較為平穩(wěn)；電池在低溫環(huán)境（0℃以下）中放電測(cè)試時(shí)，電池表面散熱率均明顯高于其他環(huán)境溫度下電池表面散熱率數(shù)值?其中在放電環(huán)境為-20℃時(shí)，在放電初期，如圖7中紅圈標(biāo)記處所示，電池散熱率出現(xiàn)短暫平臺(tái)區(qū)，由圖6所示可知，在-20℃環(huán)境中放電時(shí)，電池生熱率較大可導(dǎo)致電池內(nèi)部溫升加快，在短時(shí)間內(nèi)電池內(nèi)阻降低較快，進(jìn)而導(dǎo)致電池放電生熱率減小，在短時(shí)間內(nèi)，使得電池表面溫度與環(huán)境溫度之間的差值近似保持不變，進(jìn)而出現(xiàn)在放電初始階段的散熱率短暫平臺(tái)期?由分析圖4和圖5中可知，在低溫環(huán)境中，電池在初期放電時(shí)段的電壓壓降和總放電容量/能量的衰減均較為明顯，綜合以上分析可得到，在低溫環(huán)境中放電時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電池的保溫，以減小放電過(guò)程中電池表面的對(duì)外散熱量?
電池總的放電生熱量可分為儲(chǔ)存于電池內(nèi)部中的熱量和通過(guò)電池表面散失到環(huán)境當(dāng)中的散熱量，為了量化分析電池放電總生熱量的分配比例，現(xiàn)以環(huán)境溫度為20℃，1C倍率放電工況為例，計(jì)算電池總放電生熱率qtotal（t）和散熱率qout（t）的比例關(guān)系，其計(jì)算結(jié)果如圖8所示?
 
分析圖8可得到，電池放電總生熱率qtotal（t）變化曲線在電池放電開(kāi)始和末期階段數(shù)值較大，而在放電中期階段總生熱率qtotal（t）數(shù)值較小，且變化波動(dòng)較為平穩(wěn)，分析其原因?yàn)?在電池放電開(kāi)始階段，電池內(nèi)部生熱率變化受極化內(nèi)阻影響較大，并隨著放電的進(jìn)行，極化內(nèi)阻逐漸減小，電池總生熱率也隨之減小，到放電中期階段電池總生熱率到達(dá)最小值；當(dāng)電池進(jìn)入放電末期時(shí)段，電池內(nèi)阻逐漸增大，從而引起電池生熱率逐漸升高?
 
電池總生熱率qtotal（t）與電池散熱率qout（t）的差值等于各時(shí)刻存儲(chǔ)于電池內(nèi)部生熱量功率qin（t）的大小，由式（1）并結(jié)合圖8可計(jì)算得到圖9所示結(jié)果，在電池放電全過(guò)程中，存儲(chǔ)于電池內(nèi)部生熱量功率qin（t）的數(shù)值始終大于0，其中在放電初期和放電末期兩時(shí)段內(nèi)，qin（t）值增長(zhǎng)較快，且占電池總生熱率的主要部分，由公式（2）可計(jì)算得到，在自然對(duì)流散熱工況下，在電池放電過(guò)程中，電池本體溫度始終保持上升趨勢(shì)，尤其在放電末期時(shí)段內(nèi)，由于長(zhǎng)時(shí)間溫度的積累，以及存儲(chǔ)于電池內(nèi)部生熱量功率qin（t）的數(shù)值較大且增長(zhǎng)速率較快，進(jìn)而可引起電池溫度的進(jìn)一步升高和溫升速率的進(jìn)一步加快?
根據(jù)對(duì)電池總生熱率的分配比例計(jì)算分析可以得到，在加強(qiáng)低溫環(huán)境放電工況保溫措施的同時(shí)，在常溫及高溫放電環(huán)境中，應(yīng)對(duì)電池采取主動(dòng)散熱，其中，在放電末期階段應(yīng)增大主動(dòng)散熱冷負(fù)荷量?
4討論
在本文上述的研究中，對(duì)電池進(jìn)行了破殼內(nèi)置熱電偶的操作，因此有理由懷疑該操作對(duì)電池性能的影響?為此在上述研究之前，開(kāi)展了一組對(duì)比研究?即將單體電池破殼前后的放電電壓、放電容量、放電能量和電池表面溫度各參數(shù)分別進(jìn)行了測(cè)試和分析?
 
設(shè)定環(huán)境溫度為20℃條件下，對(duì)全新待測(cè)電池進(jìn)行破殼前后的1C倍率恒流放電測(cè)試?根據(jù)測(cè)試結(jié)果，圖10為電池負(fù)極底殼處破封前后放電電壓對(duì)比圖，其中Usealed和Uunsealed分別表示電池破殼前后的放電電壓?從圖10所示放電電壓對(duì)比圖中可以得到，從放電開(kāi)始至放電進(jìn)行至3000秒的放電時(shí)段內(nèi)，破殼前后電池的放電電壓差值約在0.015V之內(nèi)，當(dāng)放電進(jìn)入3000s以后，破殼前后電池的放電電壓差別逐漸加大?但是，破殼后電池的放電容量和放電能量與未破殼前相比分別僅減小了約2.2%和2.3%，同時(shí)，由能量守恒可分析得出，在放電過(guò)程中，電池內(nèi)部化學(xué)能可分別轉(zhuǎn)化為電能和熱能對(duì)外輸出，再由電池破殼前后的放電容量和放電能量數(shù)據(jù)對(duì)比可分析得到，電池破殼前后，電池內(nèi)部化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的輸出效率可近似認(rèn)為保持不變，進(jìn)而可推算得到，電池破封前后，電池的放電生熱量和生熱速率可近似認(rèn)為保持一致?
 
圖11所示為電池破殼前后，電池放電過(guò)程中電池表面上中下3處位置處溫度曲線變化對(duì)比圖?在相同放電時(shí)段內(nèi)，破殼前后電池表面各對(duì)應(yīng)位置處溫度偏差值均在0.5℃之內(nèi)?由以上對(duì)圖10和圖11分析結(jié)果可知，本文采取的破殼埋設(shè)傳感器的操作，對(duì)本文的研究結(jié)果影響較小?
5結(jié)論
本文運(yùn)用了低溫冷卻處理單體電池后破殼內(nèi)置熱電偶，在外表面布置柔性薄膜熱流密度傳感器的方法，
通過(guò)設(shè)計(jì)測(cè)試方案和計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池放電生熱率的量化計(jì)算，分析了高能量密度811三元正極材料動(dòng)力電池在放電過(guò)程中的熱特性，得到了如下結(jié)論:
（1）破殼內(nèi)置傳感器后封裝的單體電池其放電電壓、放電容量及放電能量的參數(shù)變化較小，是一種有效的熱分析手段?
（2）通過(guò)測(cè)試對(duì)比不同環(huán)境溫度下電池的放電生熱率，以及放電電壓、容量和能量參數(shù)，可得到較為一致的電池最適放電溫度范圍，并從放電生熱率和能量利用率角度為環(huán)境溫度對(duì)放電效率的影響進(jìn)行了量化分析?
（3）在設(shè)計(jì)試驗(yàn)測(cè)試方案和計(jì)算方法中，對(duì)電池采取保溫布置的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，可提高在不同環(huán)境溫度中，對(duì)電池放電生熱率的測(cè)試計(jì)算精度?
（4）在自然對(duì)流工況下，電池放電過(guò)程中存儲(chǔ)于電池內(nèi)部的生熱量占電池總生熱量的主要部分?
通過(guò)對(duì)811型三元?jiǎng)恿﹄姵剡M(jìn)行放電生熱率測(cè)試及量化分析，可為此類(lèi)電池在使用過(guò)程中的熱安全防護(hù)，以及熱管理設(shè)計(jì)中的熱負(fù)荷計(jì)算提供必要基礎(chǔ)的測(cè)試數(shù)據(jù)和分析方法?
 
 
分享到：
 
反對(duì) 0 舉報(bào) 0 收藏 0 評(píng)論 0
滬ICP備11026917號(hào)-25