低温环境下锂离子电池组加热系统研究

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2016.09.015

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2016, Vol. 44 ›› Issue (9): 100-106.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2016.09.015

低温环境下锂离子电池组加热系统研究

罗玉涛郎春艳罗卜尔思

华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州 510640

收稿日期:2015-06-24 修回日期:2016-04-05 出版日期:2016-09-25 发布日期:2016-08-21
通信作者: 罗玉涛( 1972-) ，男，博士，教授，主要从事新能源汽车研究． E-mail:ctytluo@scut.edu.cn
作者简介:罗玉涛( 1972-) ，男，博士，教授，主要从事新能源汽车研究．
基金资助:
广东省重大科技专项( 2015B010119002， 2016B010132001) ; 华南理工大学中央高校基本科研业务费专项基金资助项目( 2015ZP012， 2015ZY015)

Investigation into Heating System of Lithium-Ion Battery Pack in Low-Temperature Environment

LUO Yu-tao LANG Chun-yan LUO Bu-er-si

School of Mechanical and Automotive Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2015-06-24 Revised:2016-04-05 Online:2016-09-25 Published:2016-08-21
Contact: 罗玉涛( 1972-) ，男，博士，教授，主要从事新能源汽车研究． E-mail:ctytluo@scut.edu.cn
About author:罗玉涛( 1972-) ，男，博士，教授，主要从事新能源汽车研究．
Supported by:
Supported by the Major Science and Technology Project of Guangdong Province ( 2015B010119002，2016B010132001)

摘要/Abstract

摘要： 低温环境下锂离子电池的充放电性能急剧变差．文中以16 节37 Ah 锂离子电池组成的电池组为研究对象，设计了一套加热系统，该系统主要包括加热源电加热膜、传热介质变压器油和保温隔热层二氧化硅气凝胶板等．文中利用ANSYS 软件建立了锂离子电池组加热装置的有限元模型，模拟分析了该加热系统对电池组的加热效果，并通过试验验证该加热方式的有效性及安全性．结果表明: 不同低温环境下，预加热到0℃以上的时间呈线性变化趋势，在极限低温－ 30℃下预加热时间为35min，在一般低温－ 10℃下预加热时间为12min，加热效果明显; 预加热后，电池组放电电压平台升高，较好地改善电池组的放电性能; 通过油液循环或静置方式可将电池之间的温度均匀性保持在3℃以内．

关键词: 低温环境, 锂离子电池, 电加热膜, 加热

Abstract: The charge and discharge performance of lithium-ion batteries deteriorates sharply at low temperatures.In this paper,a heating system for a battery pack consisting of sixteen 37 Ah lithium-ion batteries is designed,which includes electric heating film,transformer oil,silica aerogel plates,etc.Then,by using the ANSYS software,a finite element model of the heating device of lithium-ion battery pack is constructed,and the heating effect of the heating system on the battery pack is analyzed.Finally,the effectiveness and safety of the heating method are verified by experiments.The results show that ( 1) in different low-temperature environments,the time of pre-heating the battery pack to make its temperature higher than 0 ℃ shows a linear change; ( 2) the pre-heating time is 35min and 12 min respectively at the extremely low-temperature of － 30 ℃ and the common low temperature of － 10℃,which means that the heating effect is significant; ( 3) after pre-heating,the discharge voltage of the battery pack increases and thus the discharge performance of the battery pack is improved; and ( 4) the temperature uniformity of the battery pack can be kept within 3℃ by means of oil circulation or standing.

Key words: low temperature environment, lithium-ion batteries, electric heating film, heating

罗玉涛郎春艳罗卜尔思. 低温环境下锂离子电池组加热系统研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(9): 100-106.

LUO Yu-tao LANG Chun-yan LUO Bu-er-si. Investigation into Heating System of Lithium-Ion Battery Pack in Low-Temperature Environment[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2016, 44(9): 100-106.

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Investigation into Heating System of Lithium-Ion Battery Pack in Low-Temperature Environment

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