锂离子电池关键性能指标检测与评价方法研究

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

摘要 .......................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................... II 第1章绪论 . (1)

1.1 课题背景及意义 (1)

1.2 国内外研究现状 (3)

1.2.1 国外研究现状 (3)

1.2.2 国内研究现状 (4)

1.3 课题来源 (5)

1.4 主要研究内容 (5)

第2章锂离子电池性能分析及评价体系建立 (7)

2.1 引言 (7)

2.2 锂离子电池结构及性能分析 (7)

2.2.1 锂离子电池结构 (7)

2.2.2 锂离子电池性能 (8)

2.3 评价指标分析 (9)

2.3.1 锂离子电池单体评价指标 (9)

2.3.2 锂离子电池模块评价指标 (10)

2.3.3 锂离子电池组评价指标 (10)

2.4 锂离子电池评价体系与评价方法 (11)

2.4.1 锂离子电池评价体系设计 (11)

2.4.2 锂离子电池评价方法设计 (12)

2.5 本章小结 (15)

第3章锂离子电池测试系统设计 (16)

3.1 引言 (16)

3.2 锂离子电池测试流程和测试工步设计 (16)

3.3 锂离子电池测试系统设计 (18)

3.4 信息采集模块设计 (22)

3.4.1 电压采集设计 (23)

3.4.2 电流采集设计 (25)

3.4.3 主控器外围电路设计 (26)

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3.4.4 CAN通信电路设计 (27)

3.4.5 通信协议 (27)

3.5 锂离子电池测试系统信息采集程序设计 (29)

3.5.1 CAN通信配置 (30)

3.5.2 数据分析 (32)

3.5.3 数据记录 (36)

3.6 实例和误差分析 (36)

3.7 本章小结 (41)

第4章锂离子电池评价参数计算及上位机软件设计 (42)

4.1 引言 (42)

4.2 锂离子电池评价参数计算 (42)

4.2.1 容量计算 (42)

4.2.2 能量计算 (42)

4.2.3 功率计算 (43)

4.2.4 电池单体欧姆内阻计算 (47)

4.2.5 电池单体不一致性计算 (48)

4.3 锂离子电池评价软件设计 (49)

4.3.1 总体设计 (49)

4.3.2 基本信息输入 (51)

4.3.3 评价期望输入 (52)

4.3.4 数据处理 (53)

4.3.5 评价报表生成 (61)

4.4 数据处理实例 (63)

4.5 本章小结 (69)

结论 (70)

参考文献 (72)

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致谢 (77)

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第1章绪论

1.1课题背景及意义

近年来新能源产业发展势头强劲。据统计2016年第一季度新能源汽车共生产62663辆，销售58125辆，比上年同期分别增长1.1倍和1.0倍，一季度纯电动和混合动力汽车销量如图1-1所示。同时国家的新能源政策也十分的配合市场，新能源补贴政策如图1-2所示。2015年4月29日，财政部、科技部、工业和信息化部和发展改革委联合公布了新能源汽车的相关扶持政策，虽然新能源汽车补贴相比以前有所下降，但是补贴的额度还是处于较高水平的，同时地方政府也给予新能源汽车相应的优惠政策，比如北京给予2.5至5.5万元的地方补助，同时新能源车可享单独摇号、不限行，并且北京政府大力推行充电桩的建设，极大的方便了新能源汽车的车主。作为新能源汽车的重要组成和动力源泉，新能源汽车动力电池也在近年取得到长足的进步，今年来国内锂电池产量如图1-3所示。国内新能源汽车电池主要生产厂商主要有惠州比亚迪、CATL、天津力神、合肥国轩和深圳沃特玛等。比亚迪作为国产动力电池的龙头，一直在扩大其产能，比亚迪年产6.5Gwh 的电池厂或将在今年年底或明年年初建成，到2016电池年产能或将扩大到10到15GWh。

图1-1 2016年第一季度纯电动车和混动电动车产量柱状图