混合动力汽车镍氢电池充放电特性研究

【摘要】： 日益严重的环境污染和能源短缺问题促使世界各国加快了对汽车减排降污的研究。而电动汽车作为最为环保的车型之一，却由于其使用的电池存在能量比低、寿命短以及价格高等因素而失去了实用性。混合动力汽车作为一种折中解决方案很好地解决了车辆的燃油经济性和排放性能，并逐渐成为了21世纪汽车工业发展的重点。 动力电池作为混合动力汽车的核心部件之一，其作用是巨大的。经综合分析比较各种动力电池的性能，可以得出高功率镍氢电池在混合动力汽车领域相对其它电池来讲具有非常大的应用优势。鉴于此，本文的主要研究内容将针对一汽解放牌混合动力城市客车使用的高功率镍氢电池的性能进行实验分析。研究不同条件下镍氢电池的充放电特性是改善镍氢电池的技术关键。 根据混合动力电动汽车要求蓄电池具有更高的比功率和充放电效率，提出了混合动力汽车用镍氢电池的充放电模型，并通过实验总结出主要模型参数的最佳工作区。采用恒流放电实验采集数据，对建立的镍氢电池充放电特性模型进行验证，取得了满意的结果，所得结论为混合动力驱动系统参数的选择提供了依据。 【关键词】：混合动力汽车 高功率镍氢电池 充放电特性 荷电状态控制
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题的提出8-9
• 1.2 混合动力汽车用动力电池的发展概况9-12
• 1.2.1 高功率铅酸电池(第一代电池)9-10
• 1.2.2 锂离子电池(第二代电池)10-11
• 1.2.3 高功率镍氢电池(第二代电池)11-12
• 1.3 本文研究的主要内容12-14
• 第二章 混合动力汽车概述14-23
• 2.1 电动汽车的定义及分类14
• 2.2 混合动力汽车的结构形式14-18
• 2.2.1 串联式混合动力汽车(SHEV)15-16
• 2.2.2 并联式混合动力汽车(PHEV)16-17
• 2.2.3 混联式混合动力汽车(PSHEV)17-18
• 2.3 解放牌混合动力城市客车整车的开发情况及控制策略18-21
• 2.4 解放牌混合动力城市客车用动力电池概述21-23
• 第三章 镍氢电池的工作原理及荷电状态的影响因素23-35
• 3.1 镍氢电池的构造23
• 3.2 镍氢电池的基本工作原理23-24
• 3.3 镍氢电池的特性24-28
• 3.3.1 蓄电池的电动势和开路电压24
• 3.3.2 蓄电池的电阻24-25
• 3.3.3 蓄电池的容量与比容量25-26
• 3.3.4 蓄电池的能量与比能量26-27
• 3.3.5 镍氢电池荷电状态(SOC)和放电深度(DOD)27-28
• 3.4 影响镍氢电池荷电状态的主要因素28-33
• 3.4.1 镍氢电池的放电电流29-30
• 3.4.2 镍氢电池的放电终止电压30
• 3.4.3 镍氢电池电解液温度30-31
• 3.4.4 镍氢电池气体压力31-32
• 3.4.5 镍氢电池的循环寿命32
• 3.4.6 镍氢电池自放电特性32-33
• 3.4.7 镍氢蓄电池的恢复效应的影响33
• 3.4.8 镍氢电池组的不均衡性的影响33
• 3.5 SOC适用性分析33-35
• 第四章 镍氢电池的数学模型35-40
• 4.1 镍氢电池的内阻模型36-37
• 4.2 阻容模型37-38
• 4.3 Randels-Ershler模型38-40
• 第五章 QNFG27镍氢动力电池组的实验研究和性能分析40-50
• 5.1 实验方法设计40-44
• 5.1.1 电池充电实验41-42
• 5.1.2 电池放电实验42
• 5.1.3 实验数据的处理42-44
• 5.2 实验结果44-50
• 5.2.1 镍氢电池充电特性44-46
• 5.2.2 镍氢电池放电特性46-49
• 5.3 结论49-50
• 第六章 总结和展望50-52
• 6.1 本文主要完成的工作及总结50-51
• 6.2 工作展望51-52
• 参考文献52-54
• 附录A 镍氢电池10A恒流充电特性实验数据54-55
• 附录B 镍氢电池100A恒流放电特性实验数据55-56
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况56-57
• 致谢57-58

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