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车用动力电池组效率特性研究

作　者: 张佩
导　师: 颜伏伍; 杜常清
学　校: 武汉理工大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 动力电池组效率特性能量转化效率模型净能量变化当量里程
分类号: U469.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

在全球性环境恶化与资源短缺的背景下,新能源汽车由于其能源清洁、可再生等优势从研发走向了产业化,预计到2015年,全国新能源汽车累计产销量将达到50万辆。动力电池组作为新能源汽车的动力源和核心部件,其性能直接影响到新能源汽车的续驶里程和工作效率,是制约新能源汽车产业化发展的主要因素之一。针对当前动力电池的研究现状,分析了当前动力电池研究过程中存在的问题,指出实现动力电池组SOC、能量状态的准确测量、监控与管理是加快电动汽车商业化进程的关键。为此,有必要研究车用动力电池组在车辆行驶过程中的特性,研究其在行驶过程中的能量状态变化及其效率特性,进而为电池特性参数的准确估计和电动汽车能耗和排放测试标准制定提供技术支持。本文在自行开发了一套车用动力电池组数据采集系统的基础上,以目前电动汽车上应用较多的磷酸铁锂和镍氢动力电池组为研究对象,制定了动力电池组效率特性试验方案,进行了电池效率特性试验,主要测试、研究了两类动力电池组的充、放电能量变化及其效率在不同充、放电条件下的一般规律及其影响因素,为测定动力电池组在车载使用条件下的能量状态提供了理论基础。实验结果表明：(1)动力电池组能量转化效率主要受充/放电电流影响较大,SOC对电池组能量转化效率的影响较小；(2)在相同条件下,动力电池组恒流与脉冲充/放电能量转化效率基本相等；(3)模拟工况条件下,动力电池组充/放电能量转化效率与以相同平均电流恒流充/放电能量转化效率基本相等。依据实验结果,分析、建立了动力电池组净能量变化模型与能量转化效率模型,并将此模型应用于建立混合动力电动汽车油耗和排放评价体系。基于动力电池组能量转化效率模型,提出了一种更为精确的电池净能量变化计算方法和一种更为简单、客观、公正的油耗和排放修正方法。实车实验证明所提出的当量里程修正法是可行的,从而验证了本研究所提出的混合动力电动汽车油耗和排放评价体系是正确的。本课题建立了动力电池组的能量转化效率模型并进行了模型的应用研究,为预估动力电池组和整车性能、建立相关评价体系提供了理论基础,有助于加快电动汽车的商业化进程。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-14
  1.1 课题研究背景  8-9
  1.2 课题研究目的与意义  9-10
  1.3 国内外动力电池特性研究现状  10-12
  1.4 研究内容与主要技术路线  12
  1.5 拟解决的关键技术问题  12-14
第2章车用动力电池组效率特性测试平台开发  14-21
  2.1 测试平台构成  14-15
  2.2 车用动力电池组数据采集系统主要功能  15-16
  2.3 车用动力电池组数据采集系统硬件设计  16-18
  2.4 车用动力电池组数据采集系统软件设计  18-20
  2.5 本章小结  20-21
第3章车用动力电池组效率特性测试实验方案  21-32
  3.1 动力电池组组成方案  23
  3.2 动力电池组净能量变化模型实验测试方案  23-27
  3.3 动力电池组能量转化效率特性实验测试方案  27-31
  3.4 本章小结  31-32
第4章车用动力电池组能量转化效率模型分析  32-44
  4.1 磷酸铁锂电池组能量转化效率分析  32-36
  4.2 镍氢电池组能量转化效率分析  36-41
  4.3 车用动力电池组模拟工况条件下能量转化效率分析  41-43
  4.4 动力电池组能量转化效率影响因素分析  43
  4.5 本章小结  43-44
第5章车用动力电池组能量转化效率模型应用研究  44-61
  5.1 混合动力电动汽车能耗水平以及排放水平评价方法综述  44-48
  5.2 车用动力电池组净能量变化计算方法研究  48-49
  5.3 电池组净能量变化对能耗和排放影响校止方法研究  49-60
  5.4 本章小结  60-61
第6章全文总结和展望  61-64
  6.1 主要研究内容和成果  61-62
  6.2 创新点  62
  6.3 展望  62-64
参考文献  64-67
致谢  67-68
附录：攻读硕士学位期间发表的论文与其他主要成果  68

车用动力电池组效率特性研究

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