刀片电池直冷冷却热管理系统设计与优化

针对比亚迪汉EV车型纯电动汽车的刀片电池设计了一种直冷式电池热管理系统,计算了刀片电池热负荷参数,以制定热管理系统设计目标,并通过数值仿真验证其可行性。对多腔结构和蛇形结构的直冷板进行对比分析,进一步总结提出优化建议。结果表明,本文所设计的直冷式电池热管理系统可以将电池包的最高温度控制在20~40℃以内,且各单体电池温差小于5℃,满足散热目标。通过对比不同结构的直冷板的最高温度变化情况,得到蛇形结构直冷板的散热效果优于多腔结构。

一起刀片电池因撞击受潮起火事故的调查

分析一起新能源车因底盘受撞击、受潮,使所装载的刀片电池遭到破坏起火的事故的调查过程。通过监控视频、现场勘验等证据确定起火部位、起火点,结合电气故障、锂离子电池热失控理论知识、车辆远程监控数据、相关人员描述等综合情况认定火灾事故原因。通过现场实验深入分析电池包下护板撞击孔洞和电池包塑料盖板裂口的形成原因,并根据电气理论知识分析刀片电池存在问题并提出改进质量的建议。

基于声学检测技术的刀片储能锂电池热失控行为研究

随着电化学储能的规模化应用,开展储能锂电池热失控检测与及时预警研究对于保障储能电站的安全运行具有重要意义。搭建储能锂电池单体热失控性能检测试验平台,对刀片储能锂电池进行热失控条件下的声音信号检测,分析电池鼓包、泄压阀打开、泄气、爆炸起火等热失控不同发展阶段的声音特性与变化规律,表明声音特征对于热失控检测的有效性。针对热失控声音特征易受储能电池舱内通风散热风机、储能变流器等其他设备噪声干扰的问题,提出基于小波包分解与谱减法语音增强的热失控声音信号抗干扰分析方法。分析结果表明,所提出的方法能够有效剔除热失控声音信号中的风噪干扰,可准确还原出电池热失控声音特征,还原声信号与实际声信号相似系数达到0.96,为储能锂电池热失控声音检测与早期预警提供技术参考。

无模组技术在新能源汽车动力电池中的应用与研究

受世界范围内能源危机和环保节能理念的影响,新能源汽车迅猛发展。目前,由于充电时间过长、续航里程过短、热失控易引发自燃、更换电池成本高等因素,之前的动力电池技术制约了新能源汽车的普及。采用无模组技术可以有效提升电池能量密度和延长使用寿命,从而进一步提升动力电池整体性能。

基于电化学-热耦合模型的长/短刀片型锂离子电池性能比较研究

新能源汽车快速发展对动力电池的能量密度和安全性提出了更高的要求,刀片电池构型显著提高了动力电池体积利用率,弥补现有磷酸铁锂(Lithium iron phosphate batteries,LFP)电池材料体系能量密度低的缺点。通过搭建刀片电池1D电化学+3D热耦合模型,进行如下三方面的探究:第一,探究环境温度、充电倍率和换热系数三类变量对不同长度刀片电池的容量、内阻等电化学性能的影响,通过直流阻抗分解法(Directive current resistance,DCR)溯源影响性能的原因并定位了对应的物理化学过程;第二,探究上述三种变量对长/短刀电池温升过程和充电末期电池最大温差的影响,通过产热分解法(Heat production decomposition,HPD)揭示电池各部件的产热程度;第三,探究电池尺寸和换热系数对电池温度均一性的影响。结果表明:(1)刀片电池长短对电化学性能的影响源于集流体电阻,其电阻随电池长度增加而增大;刀片电池长短对热性能影响由电池产热、传热和表面散热三者共同决定,长度增加增大集流体产热,降低电池各向均温性能;(2)环境温度和换热系数对电化学性能和热性能影响较小,倍率增大使过电势增加造成电池容量下降;电极产热随倍率增加均有所增大。换热系数增强提高长度方向均温性能,L400,L800,L1200计算结果表明,控制电池长度和提高材料热导率亦有利于增强电池各向均温性能。

基于车身电池一体化的车身正面碰撞研究

为进一步扩大电动汽车乘员空间并提升其安全性能,车身电池一体化技术(cell to body,CTB)将电池作为结构件集成到车身底部,不仅有效减少车身零件及连接数量,且有助于实现新能源汽车的轻量化及增加续航里程。针对CTB结构可能带来的碰撞安全问题和传力路径中断风险,本文提出了一套基于CTB结构的车身正面碰撞安全设计流程。采用“传力分解-仿真分析-试验对标”的设计方法,首先确保电池在正面碰撞中的安全性,然后设计多级传力路径以优化车身结构,并根据碰撞力值规划设计车身前部结构。通过有限元仿真分析及试验测试,验证了该方法的可行性,为未来的车身设计及应用提供了一种有效的设计方法及思路。