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动力电池一致性和安全性评估.pdf

大小:0KB更新时间:2018-01-23 23:46:51 我要下载

核能与新能源技术研究院 锂离子储能电池一致性和安全性 2018 01 17 年 月 日 成都 何向明 www.hexmgroup.com 清华大学核能与新能源技术研究院 www.batterytechnology.cn 锂离子电池实验室 hexm@tsinghua.edu.cn

核能与新能源技术研究院 新能源产业储能 动力 电池 ( ) 能 能 电动汽车 风能 源 源 时 空 间 间 上 上 光能 移 移 电动摩托车 动 动 储能(动力)电池 电网 军用电源 瞬时性、流动性 发展新能源产业必须大力发展高安全、长寿命、高能量密度的 储能电池! 2

核能与新能源技术研究院 Ø 风电和光伏电都是不连续的电源,需要解决电能的储能问题。 Ø 电动车成为分布式储能系统,储能效率可达90%,远高于抽水蓄能电站的效率(70%) 3

核能与新能源技术研究院 不同储能规模大小对电池性能参数的要 电池在生活中的应用 求

核能与新能源技术研究院 电池储能相关新兴产业链 以储能电源的生产、运用为主体 以动力储能电池生产为核心的高技术产业群 新能源储能和电动车产业,年产值数万亿元! 5

核能与新能源技术研究院 报告内容 A. 一致性 1. 一致性的定义 2. 现有一致性筛选方法的局限性 3. 快速、有效的一致性筛选新方法 B. 安全性 1. 锂离子电池为什么不安全 2. “安全性”解析:实质,概念,诱因,演变机制 3. 热失控的主要诱因:内短路和锂析出 4. 动力锂离子电池热失控应对策略 5. 固有安全性动力锂离子电池研发进展 6

核能与新能源技术研究院 报告内容 A. 一致性 1. 一致性的定义 2. 现有一致性筛选方法的局限性 3. 快速、有效的一致性筛选新方法 B. 安全性 1. 锂离子电池为什么不安全 2. “安全性”解析:实质,概念,诱因,演变机制 3. 热失控的主要诱因:内短路和锂析出 4. 动力锂离子电池热失控应对策略 5. 固有安全性动力锂离子电池研发进展 7

核能与新能源技术研究院 电动车储能系统 新能源汽车构造简图 中国新能源汽车产量及增速图 新能源汽车产业的发展急需锂 离子电池大规模串并联应用! 新能源汽车储能电池模组示意图 8

核能与新能源技术研究院 电动车储能系统 新能源汽车产业的发展急需锂 离子电池大规模串并联应用! 特斯拉汽车底盘构造简图 18650 型锂离子电池 18650型锂离子电池规格 以18650电池为例,目前18650电池是一致 性最好的电池,但其一致性仍需改进。 电池的一致性非常重要! 特斯拉电池一层分布示意图 9

核能与新能源技术研究院 电池一致性对电池组的影响 电池并联时电压相同 电池串联时电流相同 流 压 电 电 电池并联时各电池的电流 电池串联时各电池的电压 1. 电池并联时电压相同,但各单体电池的电流可能差距较大。可能加剧电 池组温度场的不均匀,进一步破坏电池组的性能一致性。 2. 电池串联时电流相同,但各单体电池的电压可能差距较大。需要进行单 体电池的限制,否则会发生过充电/过放电,影响电池安全性和寿命。 10

核能与新能源技术研究院 电池一致性筛选存在的问题 容量 电压 内阻 SOC 温度 …… 1. 所选参数点的测量无法代表电池的整体特性,不能满足一致性筛选的需要。 2. 只能对单体电池逐一进行测量,无法高效快速对大量电池进行筛选 3. 没有解决一致性误差甚至可能小于仪器误差的问题 过程繁杂 测量误差 效果局限性 目前筛选电池一致性的方法不能完全满足电池组的需求 11

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