車用動力蓄電池系統(tǒng)與超級電容

1車用動力蓄電池系統(tǒng)與超級電容本課程的目標2初步了解汽車電動化的趨勢與技術(shù)瓶頸系統(tǒng)學習動力蓄電池的原理與特性深入理解動力蓄電池熱特性、熱設(shè)計的前沿課題與研究方法內(nèi)容31.

汽車電動化趨勢、普及障礙與技術(shù)瓶頸蓄電池的原理與特性動力蓄電池在汽車上的應用本課題組在電池熱問題的一些研究工作汽車電動化展望與學科發(fā)展電動化有助于能源多樣化電動化帶來高效率5電動化有更大的減排潛力《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》促進普及節(jié)能汽車戰(zhàn)略取向：PHEV、BEVEV走行距離：50km、150km最高速度＞100km/ｈ燃費（L/100km）現(xiàn)在20152020乗用車平均：6.9省エネ車：5.9乗用車平均：5省エネ車：4.5乗用車平均：7.87普及障礙之一：里程短8電耗：~6km/1kWh

100kg電池

10kWh

60km普及障礙之二：成本高9初期成本高1kWh電池：規(guī)劃目標：

2000元@2015美國能源部PHEV40kWh：

$300@2014運營成本低、維護簡單百公里耗電/油：15

kWh,

5L@2020電價：0.5元/1kWh

7.5

元油價：8元/L

40元普及障礙之三：安全性差10電池組著火事件頻發(fā)深圳XX公司的電池武漢的大客車、在公司本部的小轎車、在曹妃甸的大客車上海XX公司的電池– 新疆的大客車、825路公交車（2011.7.8）– 杭州出租汽車（2011.5.11）– 合肥大客車冒煙（2011.5.14）深圳223路雙層混動公交大巴冒煙(2011.9.3)Tesla，豐田，三菱、波音787大部分是小公司生產(chǎn)的大容量電池，既有純電動汽車，又有混合動力汽車大部分的正極用的是磷酸鐵鋰!都是通過了安全驗證普及障礙之四：壽命短11電池老化直接影響車輛性能兩種指標：容量與內(nèi)阻—航程與功率不使用也在衰減：循環(huán)壽命與放置壽命成組壽命《單體壽命<車輛壽命–

單體：1000-2000次；成組：400-500次差別：環(huán)境條件，使用工況壽命的成本意義全生命周期充電與換電普及障礙之五：充電難1212TypePower

source~15A16h~15A8h30minFastchargingRegularchargeHomechargeCharging

networkChargeatdestinationChargeonthe

roadEV

usesCharger ChargerChargerChargerChargingmethodsOrdinarychargeChooseregularorfastchargedependingonhowlongstay.Fast

chargingSingle-phase

100VSingle-phase

200VThree-phase

200VHoursto

charge(Nissan

EV)電動汽車普及障礙與對策13電池設(shè)計與制造電池材料動力電池系統(tǒng)集成電動汽車基礎(chǔ)設(shè)施商業(yè)模式價格高里程短壽命短安全性差充電難比容量振實密度比表面積比能量比功率可用能量體積、質(zhì)量、成本占比可靠性壽命,安全性成本一致性工況出行特征構(gòu)型產(chǎn)業(yè)鏈價值鏈初始成本運行成本環(huán)境成本社會成本與誰比（需求、ICE）汽車文化到底需要多長？車型的多樣性慢充、快充、換充產(chǎn)業(yè)間、國際間城鄉(xiāng)結(jié)合部、農(nóng)村前提條件多級防護選材、設(shè)計、使用體現(xiàn)綜合技術(shù)實力過剩品質(zhì)偷工減料成本工程技術(shù)瓶頸：電池電池技術(shù)決定了xEV的特征電池不僅是一個儲能裝置，也是決定最大功率、動力性能的主要因素。與數(shù)字式電子產(chǎn)品不同，電池的性能衰減直接影響到車輛的性能。成本敏感度（富裕量）電池是決定EV性能、成本、布局、車內(nèi)可用空間等商品特性的核心技術(shù)。內(nèi)燃機汽車純電動汽車能量儲存油箱電池產(chǎn)生功率內(nèi)燃機逆變器&馬達內(nèi)容1.

汽車電動化趨勢、普及障礙與技術(shù)瓶頸2.

蓄電池的原理與特性動力蓄電池在汽車上的應用本課題組的一些研究工作汽車電動化展望與學科發(fā)展15儲電、發(fā)電裝置分類一次電池電化學電容錳電池堿性電池化學電池燃料電池物理電池二次電池Reserve型鉛酸電池鎳鎘電池Rocking

Chair型鎳氫電池鋰離子電池電氣二重層電容固體高分子型熔融碳酸鹽型磷酸型固體氧化物型光伏電池混合電容金屬空氣電池Ragone圖：幾種動力裝置的比較沒有哪一種電化學動力源能夠同時具備高能量密度和高功率密度組合使用不同種類的電化學動力源、優(yōu)化系統(tǒng)是同時獲得高能量、高功率的有效途徑19鋰離子電池的反應原理鋰離子電池的電極結(jié)構(gòu)23能量與功率的矛盾關(guān)系24/26電子傳導阻抗鋰離子移動阻抗活性物質(zhì)表面電子得失、鋰離子嵌入/脫出反應阻抗增加導電助劑，增多電子導通路徑提高孔隙度，增加鋰離子移動通道增大活物質(zhì)表面積，擴大反應面積電池內(nèi)部阻抗強烈依賴于電極微觀結(jié)構(gòu)降低內(nèi)部阻抗的大部分方法，往往要降低電池容量集電板隔膜e-Li+內(nèi)部阻抗的種類與降低方法鋰離子電池的種類（形狀）與內(nèi)部結(jié)構(gòu)25C-Rate及電池倍率特性為了比較不同容量電池的充放電特性，將電流用設(shè)計容量正則化，稱為C倍率（Charge

Rate）。1C充電可以將完全放電的電池在1小時內(nèi)全部充滿的電流（忽略過電壓）2C充電電流可以在半小時內(nèi)充滿– 100Ah：1C100A，2C200A，C/2

50A由于存在過電壓，高倍率放電時，常常放不出實際擁有的容量電壓（V）容量（Ah）1C2C5C26倍率特性圖鋰離子電池性能模型：等效電路+ULUoc-Rint模型+

U

- ILRUL+UocIL+

UTo--RToCTpRTpUTp+-ITpUBULCBILRTCCUCICRCREIB+-BCUPb+UL+UocILPNGV模型+

UPo--- CPbRPoCPpRPpUPp+-IPpThevenin模型RC模型27r2

c

D

c

s

s (r2

s

)

t

r

r首先，考慮鋰離子在電極活動物質(zhì)微團中的擴散，由菲克第二定律可知

cs

0

r

r

0jLiD

s

as

F

cs

rr

Rs

第二，由電解液相中的濃度變化得到innnj

,nF

(

c ) 1

t0 L

e,n

e,n

(Deff

c)

t

xe,n

x e,n

ce,n

0nx

0ipp p(Deff

cj

,

pF

(

c

)1

t0 L

e,pe,p

)

t

xe,

p

x e,

p

0pspp

xn

ce,

p

x

L

x第三，由固相電極中的電荷守恒得到：s,n

n

)

jLi

0effnnn

x

x

nIxn

0eff

s,n

n

xeffp s,

p pp p(

(

L)

ji

0

x

xIA

peff

s,

p

A

xp

L

sp

xpeffn e,nnnnn(

最后，由電解液中的電荷守恒得到

)

(

eff

ln

c )

jLi

0

x

x

xD,n

x e,n nxn

0

0

e,n

xne,

peffp(

pppp(

eff

x

)

x

x

Lln

c )

ji

0D,

p

x e,

p pp

e,

p

x

0xp

L

sp28鋰離子電池性能模型：電化學兩模類型電池模型M.Doyle電化學機理模型勞倫斯伯克利實驗室貝爾實驗室電容29電容30分類（介質(zhì)）有機介質(zhì)電容器無機介質(zhì)電容器空氣介質(zhì)電容器電解電容器功能電源濾波、信號濾波、信號耦合、諧振、濾波、補償、充放電、儲能、隔直流用途內(nèi)存Backup（攜帶機器、Car-AV、家電）1~10F的小型電容占主體電容基本公式??=

????串聯(lián)：

1

??=

1

??1

+

1

??2??

=????22??=

??????并聯(lián)：??

=

??1

+

??2UQCE31電雙層蓄電原理32Electrochemical

CapacitorsC1 R134C1’C2 R2C2’Cn RnCn’Rleak多個時間常數(shù)的RC并聯(lián)Foster型回路內(nèi)容41汽車電動化趨勢、普及障礙與技術(shù)瓶頸蓄電池的原理與特性3.

動力蓄電池在汽車上的應用本課題組的一些研究工作汽車電動化展望與學科發(fā)展電池車重比：汽車電動化關(guān)鍵指標車重1000kg1kWh能跑5-15km，取為10km跑200km需要20kWh1kWh的電池約10kg重跑200km需要200kg重的電池電池比能量提升歷程民生用電池vs

車用動力電池容量（Ah）單電池能量（Wh）（安全性）成組數(shù)（一致性要求）使用環(huán)境（可靠性）壽命要求（劣化）電池占產(chǎn)品成本比例（性價比）民生~3~10<10室溫附近1-2年約1驅(qū)動10-50~100100-7000-30~50°C，振動沖擊5-10年后繼使用1/4-1/3xEV中電池的使用特征及要求HEVPHEVEV電動續(xù)駛里程（km）-16，64100-200容量（kWh）1-35-1020-40功率（kW）30-5080-15080-150SOC使用范圍50左右20-8010-90循環(huán)次數(shù)數(shù)10萬次CD：數(shù)千次CS：數(shù)10萬次數(shù)千次蓄電池種類NiMH->LIBLIBLIB蓄電池特性功率型功率能量兼顧型能量型45國別車輛型號電池供貨商電池組能量單體容量/Ah單體結(jié)構(gòu)電池材料美國GM

VoltLG

Chem總能量為16

kWh，標稱電壓355

V，總?cè)萘?5

Ah約15疊片式（鋁塑膜軟包型）錳酸鋰正極材料A12320—磷酸鐵鋰正極材料Ener1Th!nk

CityEnerdel總能量為22或28kWh，以28

kWh為例，標稱電壓約400

V，總?cè)萘?0.4

Ah17.5疊片式（鋁塑膜軟包型）三元鋰離子正極材料，硬碳負極材料TeslaRoadsterSanyo(Panasonic)總能量53

kWh，標稱電壓355V，總?cè)萘?50Ah（也記為56kWh，375

V）約2.2圓柱形卷繞式（金屬外殼）鎳酸鋰正極材料日本ToyotaPrius,

PHVSanyo(Panasonic)總能量：Prius1~2kWh，PHV4~6

kWh6.5圓柱形卷繞式，后改為方形（金屬外殼）三元鋰離子正極材料PEVE(Primearth)6.5—鎳氫電池Nissan

LeafNEC(AESC)總能量24

kWh，標稱電壓360

V約33疊片式（鋁塑膜軟包型）錳系及其它混合物鋰離子正極材料MitsubishiiMiEV,MinicapGSYUASA總能量16

kWh50方形卷繞式（厚度為43.8

mm）三元鋰離子正極材料TOSHIBA總能量10.5

kWh——鈦酸鋰負極材料代表性電動汽車的電池組參數(shù)車用動力電池系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與學科前沿，汽車安全與節(jié)能學報（2012），V3，No2，P87-104動力電池系統(tǒng)集成四大核心技術(shù)成組技術(shù) 熱管理技術(shù)動力電池系統(tǒng)四大關(guān)鍵技術(shù)??????不同構(gòu)型電動汽車用動力電池性能指標體系（如插電式混合動力PHEV）綜合考慮了熱特性、能量管理特性的電池容量、形狀、尺寸等標準化技術(shù)（以便于量產(chǎn)、換電）基于車用工況、使用環(huán)境的電池壽命快速測試技術(shù)基于電池一致性指標體系的單體電池分選、配組技術(shù)基于電池熱管理與能量管理的混聯(lián)、布局技術(shù)絕緣安全、碰撞安全、耐震、防水、防塵、電磁兼容等可靠性技術(shù)快速更換接口不同電動汽車構(gòu)型對應的傳熱媒介選取及傳熱路徑優(yōu)化技術(shù)低溫加熱技術(shù)大型電池表面、多電池間熱流密度增強及均勻化技術(shù)基于復合相變材料的先進熱管理體系?電能管理技術(shù) 安全保障技術(shù)考慮了不一致性的低成本、高精度電池狀態(tài)估計技術(shù)面向不同用戶特征（充電頻率高低、平均行程長短）及不同工況（動力型、壽命型、航程型）的細分型能量管理策略??47???有效反映現(xiàn)場熱失控機理的電池安全性實驗方法及認證標準監(jiān)測與故障診斷體系基于量產(chǎn)型傳感器獲取信息的實時監(jiān)測與診斷技術(shù)基于多源概略信息統(tǒng)計分析的離線故障診斷技術(shù)非解體、無損健康診斷技術(shù)電池的安全使用技術(shù)，如均衡策略車用動力電池系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與學科前沿，汽車安全與節(jié)能學報（2012），V3，No2，P87-104TeslaRoadster：底特律與硅谷的聯(lián)姻48電池單體、模塊、

電池組單體結(jié)構(gòu)：18650型容量：約2.2

Ah正極：LNO模塊69節(jié)并聯(lián)組成一組(brick)9組串聯(lián)組成一層(sheet)11層串聯(lián)組成電池組電池組容量： 53

kWh電壓： 375

V重量： 約450

kg單體電池：

6831

節(jié)充電時間：

3~5

h電池熱管理系統(tǒng)—Cell層級電池間填充電絕緣的導熱材料與散熱管道由線接觸變?yōu)槊娼佑|；有利于電池間的溫度均一；提高整體熱容。電池熱管理系統(tǒng)—Sheet層級冷卻液雙向流動ElectrochemicalPower

Sources電池熱管理系統(tǒng)—Pack層級冷卻液：50%

水+50%

乙二醇溫度均勻度：±2℃冷卻液進出管道安全分級管理系統(tǒng)保險絲：當電池過熱或者電流過大則立刻融斷，斷開輸出；BMB

(Battery

Monitor

Board)：用以監(jiān)控

Sheet內(nèi)的每個Brick

的電壓，溫度以及整個

Sheet的輸出電壓；BSM

(Battery

System

Monitor)：用以監(jiān)控整個電池包的工作環(huán)境。包括電池包的電流，電壓，溫度，濕度，煙霧等；VSM

(VehicleSystem

Monitor)：用以監(jiān)控BSM。保險絲可更換BMBBSMVSMCell√Brick√Sheet√√√Pack√√Vehicle√BMBBSMVMSFuse內(nèi)容汽車電動化趨勢、普及障礙與技術(shù)瓶頸蓄電池的原理與特性動力蓄電池在汽車上的應用4.

本課題組在電池熱問題的一些研究工作5.

汽車電動化展望與學科發(fā)展58動力電池熱問題熱失控熱管理目的安全使用長期使用（溫度范圍與分布）產(chǎn)熱反應副反應正常充放電反應機理模型連鎖傳遞產(chǎn)熱、傳熱、散熱ChargingandDischargingCapabilityvs.

T0510253035403.03.23.43.63.84.04.220℃溫度下放電-10℃溫度下放電-30℃溫度下放電0℃溫度下放電-20℃溫度下放電-40℃溫度下放電15 20放電容量/

Ah35A

恒流放電電壓/

V05102530353.23.43.63.84.04.215 20充電容量/

Ah充電電壓

/

V20℃充電10℃充電0℃充電-10℃充電-20℃充電-30℃充電-40℃充電BatteryPowervs.

T?Atlowtemperaturestheperformanceisreducedforbothenergyandpower.However,thepowerdependsmuchstrongeronthetemperaturethantheenergy.Operationathightemperaturesisnotrecommendedtoavoidoverheatingofthebatteryandtoreducethe

aging.BestperformanceofLi-Ioncellsisreachedinaverynarrowtemperature

band.VOLTECBatterySystemforElectricVehiclewithExtended

RangeSAEInternational,

2011-01-1373CellLifevs.

T1/TTemperaturesabove35°Cto40°Cshouldbeavoidedorat

leastreducedtoashorttime

only.Ln(Degradationrate)Low

T：LiplatingHigh

T：Electrolyte

andsolvent10°C60°C??=

????decompositionAhrenius-Law?

????????TLifeMitsubishi

iMiEV堵上公司命運，勇開電動汽車時代先河外形尺寸：

3,395

x1,475x1,600

mm整備質(zhì)量：1080

kg驅(qū)動形式：后置電機，后輪驅(qū)動最高速度：130

km/h電機參數(shù)：47

kW電池容量：16

kWh電池包重量：230

kg巡航里程：155

km充電時間– Level1(120V)22.5

hLevel2(240V)6

h快速充電

30

min(80

容量)iMiEV風冷示意圖電池熱管理系統(tǒng)66/12GM

Volt：通用再生的象征電池熱管理系統(tǒng)68目標：電池組內(nèi)溫度差小于2

℃方法：以50

水與50乙二醇混合物為冷卻介質(zhì)；金屬散熱片（厚度為1

mm）間隔于單體電池間，冷卻液在散熱片內(nèi)循環(huán)；低溫下，加熱線圈可加熱冷卻液并使電池升溫Nissan

LEAF:悉心打造的精品外形尺寸：4450×1770×1550

mm整備質(zhì)量：1521

kg驅(qū)動形式：前置電機，前輪驅(qū)動最高速度：140

km/h電機參數(shù)：80

kW,

280

N·m電池容量：24

kWh巡航里程：160

km(@USLA4工況)充電時間：正常充電7h，快速充電30

min課題組電池熱研究成果概述在大型動力電池熱設(shè)計領(lǐng)域發(fā)表的期刊論文：ZheLi,JianboZhang,BinWu,etal.Examiningtemporalandspatialvariationsofinternaltemperatureinlarge-formatlaminatedbatterywithembeddedthermocouples,JournalofPowerSources,2013,241(1):

536-553.JianboZhang,JunHuang,ZheLi,etal.Comparisonandvalidationofmethodsforestimatingheatgenerationrateoflarge-formatlithium-ionbatteries,JournalofThermal

AnalysisandCalorimetry,2014,117(1):447-461.JianboZhang,BinWu,ZheLi,etal.Simultaneousestimationofthermalparametersforlarge-formatlaminated

lithium-ionbatteries,JournalofPowerSources,2014,259,

106-116.張劍波,吳彬,

李哲.

車用動力鋰離子電池熱模擬與熱設(shè)計的研發(fā)狀況與展望，集成技術(shù)，2014,

3(1):18-26.吳彬，李哲，張劍波.層疊式鋰離子電池展向溫度分布的分析解及

基于分析解的熱設(shè)計優(yōu)化，中國科學

技術(shù)科學，2014,44(11):

1154-1172..BinWu,ZheLi,JianboZhang.Thermaldesignforthepouch-typelarge-formatlithium-ionbatteries.PartI.

Thermo-electrical

modelingandoriginsoftemperaturenon-uniformity,JournaloftheElectrochemicalSociety,2015,162(1):

A181-A191. 2015/4/19 72參數(shù)：熱物性模擬溫度測量模型精度驗證熱設(shè)計源項：產(chǎn)熱模型模型大型動力電池單體熱參數(shù)測算鋁塑膜鋁塑膜對測量的干擾電芯的各向異性比熱容–

大型電池溫度分布的不均勻性電池熱參數(shù)的測量要求等效、原位、各向異性熱參數(shù)測量的困難：導熱系數(shù)–

電解液浸潤下的原位測量正極極耳負極極耳電芯負隔正極膜極層層層電芯剖視圖電池結(jié)構(gòu)圖Inverseproblem

formulationNumericalsimulationandoptimizationbasedonthetransienttemperaturedistributionat

multi-pointsExperimentValidatethesymmetry

hypothesisMeasurethetemperatureofmulti-pointsonthe

undersurfaceSimulationDevelopheattransfermodelInitiatethermalparametersinputComputetemperature

distributionOptimizationAdjusttheunknownparametersofsimulationtofitbestwiththedatafromexperimentThermographyHeatinsulatorbatteryThermocouple:

T(x,t)75ConstanttemperatureheaterCOMSOL熱模型r0r1hz

r

電芯鋁塑膜邊界條件對稱軸電芯簡化為2D軸對稱模型

t

kAl(

r2

Cp

T

2T 1

T)

q,

else;r

r nkz

Cp

T

2T 1

T

2T

T

t

kr(

r2

z2;B.C.qn

kz

)

r

r

z上、下表面鋁塑膜分別簡化1D模型T

Tc,

0

r

r0

,

z

0;考慮電芯與鋁塑膜間的接觸熱阻，模型間以熱通量連續(xù)為耦合條件qn

(r,

z)

(T2D

(r,

z)

T1D

(r,

z))結(jié)果與驗證ParameterOptimization

Resultskr/Wm-1

K-121kz/Wm-1

K-10.48Cp/Jg-1

K-11.243λ/Wm-2

K-1130077CpmeasuredwiththeARCis1.05~1.19J

g-1

K-1 CpmeasuredwiththeHFCis1.03

0.14Jg-1

K-1JianboZhang,BinWu,ZheLi,etal.Simultaneousestimationofthermalparametersfor

large-formatlaminatedlithium-ionbatteries,JournalofPowerSources,2014,259,

106-116課題組電池熱研究成果概述在大型動力電池熱設(shè)計領(lǐng)域發(fā)表的期刊論文：ZheLi,JianboZhang,BinWu,etal.Examiningtemporalandspatialvariationsofinternaltemperatureinlarge-formatlaminatedbatterywithembeddedthermocouples,JournalofPowerSources,2013,241(1):

536-553.JianboZhang,JunHuang,ZheLi,etal.Comparisonandvalidationofmethodsforestimatingheatgenerationrateoflarge-formatlithium-ionbatteries,JournalofThermal

AnalysisandCalorimetry,2014,117(1):447-461.JianboZhang,BinWu,ZheLi,etal.Simultaneousestimationofthermalparametersforlarge-formatlaminated

lithium-ionbatteries,JournalofPowerSources,2014,259,

106-116.張劍波,吳彬,

李哲.

車用動力鋰離子電池熱模擬與熱設(shè)計的研發(fā)狀況與展望，集成技術(shù)，2014,

3(1):18-26.吳彬，李哲，張劍波.層疊式鋰離子電池展向溫度分布的分析解及

基于分析解的熱設(shè)計優(yōu)化，中國科學

技術(shù)科學，2014,44(11):

1154-1172..BinWu,ZheLi,JianboZhang.Thermaldesignforthepouch-typelarge-formatlithium-ionbatteries.PartI.

Thermo-electrical

modelingandoriginsoftemperaturenon-uniformity,JournaloftheElectrochemicalSociety,2015,162(1):

A181-A191. 2015/4/19 78參數(shù)：熱物性模擬溫度測量模型精度驗證熱設(shè)計源項：產(chǎn)熱模型模型2015/4/1979產(chǎn)熱速率估算方法Comparisonandvalidationofmethodsforestimating

heatgenerationrateoflarge-formatlithium-ion

batteriesEstimationbasedonSimplifiedBernardi

modelQ

I

U

V

T

dU

dT

Measurementbased

onARCValidationRev.

heatIrrev.

heatrev.dTQ

IT

dUirrev.Qirrev.

I

U

V

R

U

V

/I

Q

IR21C

cha.1C

dis.PotentiometricCalorimetric1-500-45x

10Derivative

of

OCV

with

respect

totemperature,dE/dT,

(V/K)calorimetrically

potentiometrically0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9Stateofcharge,SOC,

(-)ComparisonbetweenP.and

C.25

AhPouch

cellEMICEMV-I-0.10.20.100.30.40.50.6-0.2-0.100.10.20.30.40.50.60.70.80.911.1

1..2Stateofcharge,SOC,

(-)Temperatureincreaserate,

(K/min)ChargeDischargeDischarge ChargeEM:Energy

methodIC:Intermittentcurrent

methodV-I:V-Icharacteristic

methodJianboZhang,JunHuang,ZheLi,etal.Comparisonandvalidationofmethodsforestimatingheatgenerationrateoflarge-formatlithium-ionbatteries,JournalofThermalAnalysisandCalorimetry,OnlinedateFeb.16,2014,DOI:/10.1007/s10973-014-3672-z.研究成果概述在大型動力電池熱設(shè)計領(lǐng)域發(fā)表的期刊論文：ZheLi,JianboZhang,BinWu,etal.Examiningtemporalandspatialvariationsofinternaltemperatureinlarge-formatlaminatedbatterywithembeddedthermocouples,JournalofPowerSources,2013,241(1):

536-553.JianboZhang,JunHuang,ZheLi,etal.Comparisonandvalidationofmethodsforestimatingheatgenerationrateoflarge-formatlithium-ionbatteries,JournalofThermal

AnalysisandCalorimetry,2014,117(1):447-461.JianboZhang,BinWu,ZheLi,etal.Simultaneousestimationofthermalparametersforlarge-formatlaminated

lithium-ionbatteries,JournalofPowerSources,2014,259,

106-116.張劍波,吳彬,

李哲.

車用動力鋰離子電池熱模擬與熱設(shè)計的研發(fā)狀況與展望，集成技術(shù)，2014,

3(1):18-26.吳彬，李哲，張劍波.層疊式鋰離子電池展向溫度分布的分析解及

基于分析解的熱設(shè)計優(yōu)化，中國科學

技術(shù)科學，2014,44(11):

1154-1172..BinWu,ZheLi,JianboZhang.Thermaldesignforthepouch-typelarge-formatlithium-ionbatteries.PartI.

Thermo-electrical

modelingandoriginsoftemperaturenon-uniformity,JournaloftheElectrochemicalSociety,2015,162(1):

A181-A191. 2015/4/19 80參數(shù)：熱物性模擬模型精度驗證熱設(shè)計源項：產(chǎn)熱模型模型大型電池內(nèi)部溫度演變與分布現(xiàn)狀：文獻中尚未直接測量大型電池內(nèi)部溫度分布2010,

Christophe

Forgez:

26650LFP，中間鉆孔插入1支2011,

Chi-Yuan

Lee:

spirally-wound

prismaticLi-ion，插入2支Ref1:C.Forgez,D.V.Do,G.Friedrich,etal.ThermalmodelingofacylindricalLiFePO4/graphitelithium-ionbattery,JournalofPowerSources,2010,195(9):

2961-2968.Ref2:C.Y.Lee,S.J.Lee,M.S.Tang,etal.Insitumonitoringoftemperatureinsidelithium-ionbatteriesbyflexiblemicrotemperaturesensors,Sensors,2011,(11):

9942-9950Ref.

1Ref.

2220166205250656520A1PositiveNegative1520A7A8A9(B1)A2(B2)A3(B3)A4(B4)A5(B5)A6(B6)(B7)(B8)(B9)A11(B11)A10(B10)A12(B12)大型電池內(nèi)部溫度演變與分布25Ah大型動力電池預埋12支熱電偶陣列A1~A12:InternalB1~B12:SurfaceZheLi,JianboZhang,BinWu,etal.Examiningtemporalandspatialvariationsofinternaltemperatureinlarge-formatlaminated

batterywithembeddedthermocouples,JournalofPowerSources,2013,241(1):

536-553.討論：時間演變——最大溫升絕熱自然對流強制對流觀察到：最大溫升與倍率成正比隨對流加強，溫升下降大型電池內(nèi)部溫度演變與分布Temporal

responseContoursofthermalresponsetime一階慣性環(huán)節(jié)：輸入Ta，輸出Tp cgmC

T

q

q

taqc

(k

T

)k

T

n

h(T

T

)G

s

1

({Ta})s其傳遞函數(shù)可寫為：

1 Dischargecurvesof0.5C,1

Cand1.5

CTemperaturecurvesofthreerepresentativesensors,#1,#8and#12,during1.5C

discharge電池熱電耦合模型的驗證三個代表性溫度點，三種倍率2015/4/198616620550

50

20PositiveNegative1020#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12

39

#1#13#2#14PTNT課題組電池熱研究成果概述在大型動力電池熱設(shè)計領(lǐng)域發(fā)表的期刊論文：ZheLi,JianboZhang,BinWu,etal.Examiningtemporalandspatialvariationsofinternaltemperatureinlarge-formatlaminatedbatterywithembeddedthermocouples,JournalofPowerSources,2013,241(1):

536-553.JianboZhang,JunHuang,ZheLi,etal.Comparisonandvalidationofmethodsforestimatingheatgenerationrateoflarge-formatlithium-ionbatteries,JournalofThermal

AnalysisandCalorimetry,2014,117(1):447-461.JianboZhang,BinWu,ZheLi,etal.Simultaneousestimationofthermalparametersforlarge-formatlaminated

lithium-ionbatteries,JournalofPowerSources,2014,259,

106-116.張劍波,吳彬,

李哲.

車用動力鋰離子電池熱模擬與熱設(shè)計的研發(fā)狀況與展望，集成技術(shù)，2014,

3(1):18-26.吳彬，李哲，張劍波.層疊式鋰離子電池展向溫度分布的分析解及

基于分析解的熱設(shè)計優(yōu)化，中國科學

技術(shù)科學，2014,44(11):

1154-1172..BinWu,ZheLi,JianboZhang.Thermaldesignforthepouch-typelarge-formatlithium-ionbatteries.PartI.

Thermo-electrical

modelingandoriginsoftemperaturenon-uniform