《鋰離子動力電池低溫交流激勵產熱機理與加熱方法研究》是依託同濟大學，由魏學哲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鋰離子動力電池低溫交流激勵產熱機理與加熱方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：魏學哲
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
鋰離子電池已被廣泛接受成為電動汽車及插電式混合動力汽車的儲能載體，低溫下電池的枝晶導致安全性大大降低，功率特性變差及效率下降是制約其技術優勢發揮和實際套用的客觀因素。為解決上述關鍵問題，本課題基於電池電極過程機理及低溫交流阻抗的研究，擬採用高頻交流激勵的方式，在不產生鋰金屬堆積的前提下，對EV及PHEV用電池模組進行高效加熱，並提供交流電波形、頻率及幅值選擇依據的基礎理論及實現上述交流激勵的系統創新的科學方法。具體內容包括：1.低溫下研究電池電極過程，揭示微觀尺度下低溫電極過程及鋰金屬堆積的形成條件及過程；2.基於電極過程分析交流產熱機理、溫升過程和參數影響規律，揭示電池交流加熱方法產熱機理及建立多尺度多域的電池分散式電極-阻抗-熱耦合模型。為交流加熱參數的選擇提供參考依據；3. 建立電池內部溫度線上估計模型，進行交流激勵電路及自適應控制算法的設計，並提供系統創新的科學方法。
結題摘要
高效快速無損的交流加熱是緩解鋰離子電池低溫問題的重要舉措。為此，本項目開展了電池低溫下電極動態過程及建模，明晰了電池電極參數隨溫度變化對阻抗特性的影響規律，為實驗現象分析和建立電熱耦合產熱模型提供了理論基礎；揭示了電池交流加熱鋰沉積條件並探明了交流激勵三要素(激勵電流、頻率、幅值)對電池壽命的影響規律，為確定合適的交流加熱激勵三要素參數提供了理論依據；研究了電池交流產熱機理並建立了電池交流激勵下溫升過程模型，為交流加熱過程中電池內部溫度估計提供了基礎，對車載交流加熱時系統控制策略開發制定具有重要意義；創新性地提出了考慮弛豫效應地電池內部溫度實時線上估計方法，為交流加熱過程中的溫度反饋控制及熱安全事故預警等提供了基本手段；開發並驗證了針對串聯電池組的交流激勵系統樣機，為指導車載高效、高集成交流加熱裝置設計提供了技術參考。本項目取得的系列化創新性成果從系統層面回答了鋰離子電池低溫交流加熱關鍵問題，具有重要的科學價值、套用價值，有望迅速實現技術轉化和套用，促進高效快速無損的交流加熱的普及。
