“储能锂电池系统状态监控与热故障诊断技术”.docx
“储能锂电池系统状态监控与热故障诊断技术”
目录
一、内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.1.1储能技术发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
1.1.2锂电池系统应用关键性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
1.2.1系统状态在线监测领域进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
1.2.2热故障诊断方法综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
1.3主要研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
1.4技术路线与论文结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
二、储能锂电池系统基础理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
2.1锂电池工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
2.1.1电化学基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
2.1.2不同化学体系特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2.2电池系统构成与拓扑．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
2.2.1主要组成部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
2.2.2模块化与集成方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
2.3电池热特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
2.3.1热量产生机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
2.3.2温度分布与传递．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
2.4电池退化与失效模式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
2.4.1正常老化过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
2.4.2常见故障类型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
三、基于多元信息的电池状态参数监测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
3.1电压、电流、温度数据采集．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
3.1.1传感器选型与布置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
3.1.2数据采集系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
3.2电化学阻抗谱应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
3.2.1测试原理与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
3.2.2谱图特征提取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
3.3基于电压、电流数据的荷电状态估算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
3.3.1开路电压法改进．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
3.3.2安时积分法优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
3.4基于温度数据的健康状态初步评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52
3.4.1温度阈值判断．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53
3.4.2热循环影响分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55
四、锂电池热故障机理与特征分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57
4.1热失控发生机理探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58
4.1.1内部短路触发机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
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