学术型硕士研究生学位论文选题报告及工作计划课题名称应用于高寒地区的电动汽车电池管理技术研究学号研究生专业车辆工程所在院系中德学院导师副导师选题时间2018年4月15日同济大学研究生院2018年6月15日1．研究问题TONGJIUNIVERSITY1）在预研究的基础上提出应用研究（设计）中的科学问题.2）课题来源、选题依据和背景情况3）课题的研究目标以及锂论意义和实际应用价值1）提出问题：如何提高高寒地区的电动汽车电池管理技术，并更好的应用于实践？2）课题来源：国家自然科学基金项目选题依据和背景情况：储能系统是新能源汽车的能量和动力来源，是电动汽车的核心部件，是车辆动力输出性能和续驶里程的保证。锂离子电池以其无记忆效能、高比能量、高比功率、长循环寿命和高安全性等特性成为电动汽车储能系统的首选，目前绝大多数电动汽车采用的都是锂离子电池储能方案。虽然锂离子电池具有诸多优点，但为了满足电动汽车驱动系统的电压需求，需要将几十节甚至上百节单体串联构成电池组。锂论上电池单体之间没有差异，电池组可以认为是具有高电压等级的单体，而实际上由于电池制作工艺原因形成的电池特性不一致和外界环境温度因素造成的电池组性能衰减是影响电池组容量和功率特性的两个主要原因。电池单体之间由于制作工艺和使用环境形成的特性不一致是影响电池性能的重要因素。在电池制造过程中，电解液浓度、电极活性物质均匀程度、极板厚度等均不可避免的会存在差异，这是引起电池单体内阻、开路电压、容量等特性不一致的主要原因，在使用中体现为单体端电压的不一致，长期使用后还会出现电池单体之间电量的不均衡影响电池系统功率和容量特性，电池长期工作在不同的放电深度还会引起电池老化程度不同，使电池组性能进一步恶化。当串联电池组中单体电量不均衡时，各单体在充放电使用过程中无法同步达到上下限截止电压，为了保证使用安全和防止过充或过放电现象的发生，电池管理系统会对充放电过程进行限制，这虽然保证了电池组使用安全，但会缩短电池组放电电量。根据美国FreedomCar标准规定，当电池单体容量衰减到额定容量的80%时就需要更换电池，而实际情况下很可能只是个别单体不均衡造成了整组电池容量的衰减。如果在这种情况下以电池组容量作为更换电池标准则将造成能源的浪费和电池组使用成本的增加。因此，电池自身特性不一致造成的电池组电量不均衡是电池管理系统需要解决的重要问题。3）选题意义：电动汽车电池系统性能不仅与电池组内单体一致性有关，还容易受到环境温度的影响锂离子电池工作原锂本质上是内部正负极与电解液之间的氧化还原反应，低温下电极表面活性物质嵌锂反应速率减慢、活性物质内部锂离子浓度降低，这将引起电池平衡电势降低、内阻增大、放电容量减少，极端低温情况甚至会出现电解液冻结、电池无法放电等现象，极大的影响。电池系统低温性能，造成电动汽车动力输出性能衰减和续驶里程减少，据报道，在北京运营的电动出租车冬季续驶里程较夏季缩减接近40％，在美国销售的电动汽车同样存在类似问题。此外，在低温环境下充电容易在负极表面形成锂沉积，金属锂在负极表面积累会刺穿电池隔膜造成电池正负极短路，威肋、电池使用安全，电动汽车电池系统低温充电安全问题极大的制约了电动汽车在寒冷地区的推广。锂离子电池长期工作在高温环境下，电极表面固态电解质界面(SEI)膜加厚，锂离子迁移阻力增大，电池容量将造成不可恢复的损失，加速电池容量衰减。因此，对电池系统进行热特性研究，尤其是低温热管理技术研究是电动汽车在寒冷地区推广和应用函待解决的重要问题。2．文献综述（文献综述不得少于2000字）1）国内外在该研究方向的研究现状及发展动态2）研究问题在本研究领域应用上的地位与价值1）研究现状及发展动态为了保证电池组使用安全和提高电池组能量利用率，国内外学者对电池均衡技术展开了深入研究，开发出多种均衡结构和方法。均衡技术的本质是在电池组单体之间进行能量的重新分配，如果能够合理利用电池均衡技术，对于延长电池组使用寿命、提高功率输出能力、节约电池组使用成本都是有促进作用的，反之如果均衡不当则在电池组内埋下了安全隐患，...
