电动汽车动力电池组低温预热系统的研究

随着社会的不断发展进步,人类对于自然资源的消耗以及污染问题不断加剧,作为更加清洁高效的出行工具电动汽车,其研究与发展越来越受到人们的重视。其中锂离子电池作为目前使用最多的动力电池,仍然在应用中存在着受环境温度影响使用性能的问题。在低温环境条件下,锂离子电池的内阻会成倍增加,导致电池的可放出容量急剧下降,并且无法进行低温充电,这些问题就为电动汽车在高寒地区的发展带来了巨大障碍。本文针对低温条件下锂离子电池性能衰减的问题,进行了电池组低温预热系统的研究与仿真分析。本文首先针对常用的三种锂离子电池进行了不同温度下的电池特性实验,得到了环境温度对不同材料电池的容量、开路电压以及内阻等参数的影响。通过建立电池等效电路模型,结合电池充放电过程中的电化学反应,分析了低温条件下锂离子电池性能下降的原因。其次根据热量的传递方式,进行了不同预热方式的实验对比分析。在综合考虑预热效果以及可实现性的基础上,确定了电热膜预热方式作为最终方案。根据预热方案设计了电池箱体结构,设计并制作完成了低温预热系统的软硬件。最后在所设计的电池箱以及预热系统的基础上,利用多物理场仿真软件对电池组的预热效果进行了仿真分析。根据仿真结果提出了分区域控制预热功率的预热策略,用来减少预热过程中不同位置电池间的温度差异。并且进行了不同温度条件下的预热实验,实验结果表明所设计的低温预热系统有着较好的预热效果,有效地提升了动力电池在低温条件下的使用性能。