某锂离子电池低温性能建模与仿真开题报告
2021-02-22 11:50:11
1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1 论文选题的目的和意义
随着对环境的要求越来越高以及科技的不断进步，各国家都加大了对纯电动汽车的研发。纯电动汽车研发的关键技术是动力电池的开发，通过多年的努力，动力电池技术发展越来越成熟，而目前动力电池中锂离子动力电池的使用最为广泛。
但是锂离子动力电池的最佳工作温度范围与电动汽车使用温度范围有很大的不同。电动汽车一般运行在-30℃～60℃之间，而锂离子最佳工作温度范围在 25℃～45℃之间。锂离子电池在工作时，会有锂离子在阴极和阳极中的嵌入和脱出等过程，上述过程都涉及的锂离子在固体中扩散行为受温度影响较大，另外电池电解液导电性能也受温度影响较大。低温将使锂离子扩散减慢、电解液导电性降低，从而导致电池性能大幅度下降。反映在动力电池上，会出现充放电困难、电池使用性能下降等问题，会造成电动汽车无法启动及续航里程缩短等问题，严重影响电动汽车在北方地区的推广。为保证锂电池组在低温环境下能够正常运行，故需要对锂离子电池在低温状态下的性能进行评估。
作为一个系统来看，锂电池内部电化学反应的高度非线性使它的参数和性能很难被直接测量，那么想要研究电池在低温状态下的工作特性，对锂电池进行合理精确的建模无疑是个非常好的方法。针对电池建模中需要同时满足模型高精确度和低复杂度的要求，本文通过试验分析锂离子电池低温特性，基于测量得到的锂离子电池在低温状态下的各参数，选择可模拟该参数的等效电学元件和电化学元件，建立电池等效电路模型，对锂离子电池在低温的性能进行仿真分析。
2. 研究的基本内容与方案
2．研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施
2.1 基本内容与目标
（1） 查阅关于锂离子电池结构、工作特性以及锂离子电池soc估算方面的文献资料，了解国内外研究现状。
（2） 通过实验获得锂离子电池建模过程中所需参数，获得锂离子电池在低温条件下放电过程中端电压、容量和内阻的影响。
3. 研究计划与安排
3．进度安排
| 周 次（时间） | 工 作 内 容 |
| 1（2.20~ 2.24） | 阅读参考文献，整理文献检索摘要。 |
| 2-3（2.27~3.10） | 赴校外实习、搜集设计资料，并提交实习日记、实习报 告。 |
| 4（3.13~3.17） | 学生提交文献检索摘要。撰写开题报告。并完成网上提 交开题报告。整理论文提纲、设计概要。 |
| 5~ 6（3.20 ~ 3.31） | 进行外文翻译，并提交外文翻译译文。 |
| 7~ 8（4.3~ 4.14） | 撰写毕业设计说明书（设计类）或论文（研究类）。 |
| 7~ 8（4.4~ 4.15） | 撰写毕业设计说明书（设计类）或论文（研究类），绘 图。 |
| 12（5.8 ~ 5.12） | 完成绘图，并完成网上提交毕业设计说明书 。 |
| 13（5.15 ~ 5.19） | 学生书面提交毕业设计说明书、图纸或论文，并打印成 册。并书面提交答辩申请，并作答辩准备； |
| 14（5.22~ 5.26） | 教师审阅毕业设计说明书（设计类）或论文（研究类） 和（图纸），审查确定学生答辩资格并予以公示。 |
| 15（5.29~ 6.2） | 毕业设计答辩。 |
| 备注： | 此表是拟定时间。如有变化，以实际为准。 |
4. 参考文献（12篇以上）
4．阅读的参考文献不少于15篇（其中近五年外文文献不少于3篇）
[1] 徐蒙. 磷酸铁锂动力电池放电过程电化学-热耦合模型研究, 北京交通大学，2014.
[2] 李欣然, 户龙辉, 吕超贤,等. 锂离子电池容量的预测建模及其仿真研究[j]. 系统仿真学报, 2014, 26(8):1733-1740.
