方型锂电池模组热特性实验与仿真研究

为使锂电池高效可靠运行,对锂电池单体和模组在不同倍率放电下的热特性进行研究。基于一维产热模型和三维传热模型,建立了锂电池电化学-热耦合模型。将仿真与实验测量的电压和平均温度进行对比,验证了模型的有效性,并从产热角度分析了电池温度的变化规律。此外,从连接铝排和正负极柱是否产热,探究了它们对电池模组温度场分布的影响。结果表明:放电倍率越大,电池表面温升越快。在低倍率放电下,可逆热是影响电池表面温度变化的主要因素。铝排和正负极柱产热对电池模组峰值温度和位置有较大影响,但对其最低温度以及位置几乎没有影响。当放电倍率为2 C时,峰值温差达到6.5℃。

基于锂电池卷绕机张力控制系统

由于传统方型卷绕机采用恒定角速度的控制策略,使得料带线速度呈正弦曲线变化,无法实现料带的恒张力控制,引起锂电池内部张力不一致,从而导致锂电池电芯变形,影响锂电池的使用寿命。以半自动方型卷绕机为实验载体,TMS320F2812为控制器;通过剖析卷绕张力系统的结构,得到张力系统的动力学方程,找出张力与卷绕速度之间的关系;通过方形卷针的角速度辨识模型,得到恒定卷绕线速度的数学表达式。在传统张力控制系统的基础上,提出了恒定线速度、变角速度的控制策略,实现对方型锂电池卷绕机的恒定张力控制。根据Matlab仿真以及半自动卷绕机的实际运行效果,显示张力的变化明显减小,锂电池的合格率也大大提高。