【摘 要】
：
高镍三元锂离子电池在电动车领域发展势头迅猛,但因为其能量密度高,在加热、过充、撞击等滥用条件下比其他已有电池更易发生严重的火灾爆炸事故,其推广应用需要进行更为严格的安全测试,本文针对NCM811锂电池进行了加热下的热失控实验,并设计了锂电池热失控气体收集装置,且对收集的电池气体进行配气完成了爆炸极限测试实验,得到0％、50％、90％SOC下锂电池热失控火灾特征和热失控后气体爆炸危险性参数.结果表明,NCM811电池的火灾爆炸危险性随SOC的增大而增大,90％SOC产气量达124.21 mol,火焰温度达6
【机 构】
：
北京理工大学机电学院,北京 100081
论文部分内容阅读
高镍三元锂离子电池在电动车领域发展势头迅猛,但因为其能量密度高,在加热、过充、撞击等滥用条件下比其他已有电池更易发生严重的火灾爆炸事故,其推广应用需要进行更为严格的安全测试,本文针对NCM811锂电池进行了加热下的热失控实验,并设计了锂电池热失控气体收集装置,且对收集的电池气体进行配气完成了爆炸极限测试实验,得到0％、50％、90％SOC下锂电池热失控火灾特征和热失控后气体爆炸危险性参数.结果表明,NCM811电池的火灾爆炸危险性随SOC的增大而增大,90％SOC产气量达124.21 mol,火焰温度达650℃,1 L容器中超压达512 kPa,爆炸极限为7％～38％,极易引发周围电池的燃烧爆炸,相关安全措施建议被采用.
其他文献
本工作搭建了锂电池燃烧-抑制实验平台,以额定容量为150 A·h的三元铝壳动力锂离子电池单体为研究对象,采用电加热方法诱导其发生热失控,研究全氟己酮及细水雾灭火装置对热失控锂离子电池的灭火降温效果,测试了不同工况下的灭火时间、最高温度、质量损失、灭火效率.实验结果表明:标准设计下的全氟己酮灭火装置能够快速灭火,最大降温速率为-15.4℃/s,但随着实验箱内灭火剂浓度下降,灭火后60 s锂离子电池发生了复燃;细水雾灭火装置可以有效灭火,在喷雾后锂离子电池温度降至78.8℃左右,最大降温速率为-26.9℃/s
为了研究和推演装载散体的智能循迹货车与乘用车发生侧面小角度碰撞时,货车运行速度的问题,以散落物的分布形状、面积及质量为研究对象,采用1:20智能循迹小车模型,对侧面10°碰撞下装载4种不同散体的货车与乘用车进行碰撞模拟试验.运用坐标法分析不同散落物的分布形状,发现散体颗粒与地面接触的运动状态及碰撞时智能循迹货车的速度影响散落物分布形状;运用回归分析的方法对试验数据进行分析,并依据最小二乘法建立数学模型,发现碰撞速度与散落物面积之间呈二次函数关系,与散落物质量呈线性关系;使用三维拟合方法对碰撞速度、散落物面
基于规则的插电式混合动力系统能量管理策略难以实现全局最优,全局优化策略则存在未来功率需求难以获取及无法实时求解等问题.预测能量管理策略通过对未来一段时间内车辆功率需求进行预测,进而在预测时段内采用全局优化算法,从而在保证算法实时性的同时取得接近全局优化的控制效果.车速预测算法是预测能量管理策略的核心和关键,采用适应能力强、计算速度快的径向基神经网络对车辆功率需求进行预测,以提高车速预测的准确性.以P2构型插电式混合动力系统为研究对象,将模型预测控制与动态规划结合,以发动机油耗最小为优化目标对车速预测时域内
当前车用动力电池老化性能衰退问题日益凸显,动力电池老化后的性能受到了广泛关注.本文以18650型NCM811锂离子电池为研究对象,探究电池老化后的放电性能和充放电产热特性.为说明电池老化后的性能变化,以同型号新电池的对应性能参数作为参考量.开展了不同环境温度和不同放电倍率条件下电池的放电性能试验,得到电池放电电压曲线、放电容量以及放电过程中电池外表面的温度变化规律.并用等温绝热量热仪测试电池在充放电过程中的产热功率及产热量.结果表明:25℃时,0.2 C、0.5 C、1 C、2 C放电,老化电池放电容量分
动力电池单体容量不一致会导致动力电池组在充放电过程中失去平衡,影响动力电池组的使用效果,降低动力电池组的使用寿命.为了解决这一难题,本工作设计了一种基于荷电状态(SOC)值的主动均衡电池管理系统.该电池管理系统利用安时积分法估计动力电池组中各电池单体的SOC值,在此基础上计算动力电池组的SOC平均值,然后将各动力电池单体的SOC值与动力电池组的SOC平均值进行比较,若二者的差值大于或小于设定的阈值,电池管理系统将控制DC/DC变换器和开关电路对相应的电池单体进行充电或放电,实现电池组能量的转移,从而达到均
为解决规划场景、决策者偏好等多种不确定性对储能规划影响的问题,提升储能的应用效能,本文提出一种计及双重不确定性的储能规划决策方法.首先考虑正常运行与极端恢复两种应用场景下储能的运行情况,以网损最小为目标进行正常运行优化,以最大程度减少失电损失为目标进行极端情况下的供电恢复,建立多应用场景下的综合评估指标体系.然后,计及规划场景的不确定性以及决策者面对风险的不确定性,引入前景理论对指标矩阵进行处理,以综合前景值为各指标属性值,采用灰靶决策对基于前景值的指标矩阵进行权重确定,根据前景价值最优确定方案.最后,通
为了提高预瞄主动悬架控制系统对不同车速和路况的适应性,同时考虑轮胎对路面具有滤波作用,提出一种以悬架动行程为被控量的预瞄控制方法.该方法引入轮胎包容特性对预瞄路面进行预处理以得到控制参考信号,并针对整车7自由度模型设计自抗扰控制系统使悬架动行程根据路面不平度主动压缩或拉伸,以退让路面冲击或及时支撑车身,从而提升车辆的行驶平顺性.为了验证预瞄自抗扰控制系统的有效性和预瞄控制考虑轮胎包容特性的必要性,在脉冲输入路面和随机路面条件下进行仿真试验,结果表明:预瞄自抗扰控制能够使车身垂向加速度的均方根值相比被动悬架
简述了我国用于大规模储能的锂离子电池建模技术的最新研究进展.由于储能技术可以起到平抑波动、提高电能质量的作用,所以近年来电网对于储能的需求也逐年增大.大规模储能系统由锂电池组、双向逆变器和电池能量管理系统组成,在双向逆变器和电池能量管理系统有现成可用模型的前提下,建立精确、可靠的锂离子电池模型便成了实现大规模储能工程应用的重点.本文阐述了目前流行的电池建模方法:通过对电池电化学反应过程的模拟形成了电化学模型,虽然精度较高,但是模型复杂,使用时应当对其做适当简化,一般用于电池原理分析;通过对电池外特性不同程
为提高汽车紧急制动系统对复杂工况的适应能力,提出安全距离-时间模型相结合的汽车紧急制动系统分层控制策略,分析了危险目标判断控制器的判断逻辑.基于安全时间模型,采用模糊控制理论设计了以本车、相邻车辆的侧向相对距离与相对速度为输入变量,以相邻车道车辆切入本车道的概率为输出变量的车辆换道模糊判断控制器,对相邻车道换道车辆进行判断.通过安全时间模型分别计算换道车辆的“横向碰撞时间TTCy”和本车道前方车辆的“纵向碰撞时间TTCx”,综合判断系统前方危险目标车辆.根据本车与危险目标的相对位置,设计了安全距离和安全时
提高车速预测精度是制定车辆预测能量管理控制策略的关键.而采用传统ARI-MA模型(autoregressive integrated moving average model)恒定阶数预测的方法预测车速,在车辆非平稳工况下的累积预测误差较大,无法满足各个驾驶行为下的车速预测需求.针对这一问题,提出一种基于驾驶行为预判的改进ARIMA车速短期预测方法.首先,基于扩展卡尔曼滤波EKF(extended kalman filter)原理建立车辆3自由度车速估计模型,实现车速的最优估计;其次,将驾驶行为分为直行、