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新能源电动汽车动力电池的压力建模

发布日期:2017-10-12 来源: 本网 查看次数: 118 作者:admin

核心提示:  新能源电动汽车动力电池的压力建模田玉冬12(1.上海电机学院汽车学院,上海200245;2.上海交通大学能源研究院,上海200030)和运行状态对动力电池性能和寿命的影响至关重要。介绍了新能源电动

  新能源电动汽车动力电池的压力建模田玉冬12(1.上海电机学院汽车学院,上海200245;2.上海交通大学能源研究院,上海200030)和运行状态对动力电池性能和寿命的影响至关重要。介绍了新能源电动汽车的混合动力系统,阐述了目前动力电池的性能,分析了动力电池的数学建模和安全性问题,并建立了基于工作机理的动力电池的压力模型。研究结果为动力电池长期稳定工作的安全性提供了一个实际工程应用模型。

  基金项目:中国博士后科学基金项目资助((0080390625);上海市教育委员会科研创新项目资助(09YZ478)以燃油发动机为动力的汽车占主导地位已经走过了近百年的历史。目前,能源危机和环境污染使得混合动力汽车已经初步占有了一定的市场份额,并促使各种电动汽车的研发不断升温。

  各大汽车生产国和汽车生产企业都将新能源电动汽车作为研发重点。我国在“十二五”发展规划中,已将新能源电动汽车作为汽车产业升级换代的主要方向。不论是混合动力汽车还是电动汽车,其电池作为动力源起着主要作用。但是,动力电池的性价比和可靠性一直以来都是电动汽车发展的制约因素,成为其技术瓶颈。

  动力电池是新能源电动汽车发展的关键,它的最大特点是在一定的性价比范围内提高综合使用性能。由于汽车工作在各种不同的工况下,其严格的工作过程和运行状态对动力电池性能和寿命的影响至关重要。早在1996年3月10日,我国第1辆自行研发的电动汽车就因动力电池短路在北京市清华大学内发生自燃,到2010年新疆乌鲁木齐市示范运行的2辆电动客车自燃事件为止,我国新能源电动汽车自燃事故已达10起。

  2011年,继4月11日浙江杭州示范电动出租车因动力电池自燃损毁后,7月18曰上海市示范运行的825路电动公交车也因动力电池安全性问题发生自燃事故;因此,动力电池长期工作的安全稳定性已成为新能源电动汽车研发中的重要课题。本文主要研究动力电池长期工作的内部压力建模分析。

  1电动汽车的动力电池技术按照动力源的不同主要分为4大类:混合动力汽车(HybridElectricVehicle,HEV)、插电式混合Vehicle,FCEV)。不论哪种EV,动力电池都是其重要的动力装置。

  11电动汽车的动力电池近20年来,各国新能源电动汽车科研人员在各种动力电池的开发、。

  般将混合度定义为动力电池的功率与燃油发动机的功率之比。在理想条件下,混合度大于50 %,混合动力系统在大部分汽车工况下才具有动力电池驱动的功能。目前,外挂式皮带驱动起动-发电技术(Belt-DrivenStarter/Generator,BSG)的混合度小于10%,动力电池仅能实现怠速、低速启动、轻载低速和倒挡工况下工作;而加装式曲轴驱动电动-发电型盘式电机技术(IntegratedStarter/Generator,ISG)的混合度约为30%.研究表明,欧美正在大力发展的PHEV,其混合度为30%50%;因此,从目前的发展趋势看,可以说PHEV将会成为HEV与PEV的一种过渡产品。

  2动力电池的数学建模动力电池的数学建模主要研究动力电池的各种工作特征关系,可提高其性能。由于新能源电动汽车动力电池般工作在封闭、复杂的环境下,具有电化学反应,建模相对困难,需要大量的假设和简化。

  2.1动力电池建模分析多年来,研究人员从不同层次对动力电池建模进行了广泛而深入的研究,所建立的数学模型主要有机理模型和,。仿真结果与实验数据基本一致。

  当然,动力电池内部超压随着输出电压、平均电流密度和内阻的变化而变化,其关系相互耦合。本文将这些变量作为干扰来处理,主要是因为其综合误差不超过工程上动力电池的允许误差5%. 5结语电动汽车安全性主要在于动力电池,而动力电池的稳定工作与其材质和运行条件有关。动力电池的压力变化造成一定的局部失效和短路,酿成示范运行的动力电池温升起火。本文分析了动力电池的特点,采用孔隙介质多相流机理建立动力电池的压力模型,结构简明。为今后新能源电动汽车动力电池的安全性计算创造了条件,提供了一个实际工程应用模型。

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