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DC 欄位 | 值 | 語言 |
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dc.contributor.advisor | 李貫銘 | |
dc.contributor.author | Kuan-Shen Huang | en |
dc.contributor.author | 黃貫深 | zh_TW |
dc.date.accessioned | 2021-06-08T00:14:58Z | - |
dc.date.copyright | 2013-08-09 | |
dc.date.issued | 2013 | |
dc.date.submitted | 2013-07-31 | |
dc.identifier.citation | [1] 宋秉儒, '模擬電動車鋰離子電池模組佈置的熱流,' 國立中央大學機械工程研究所碩士論文, 2011.
[2] http://mvp090.104web.com.tw/cetacean/front/bin/ptdetail.phtml?Part=e40138f1, 2013年5月10日引用. [3] 廖乙碩, '磷酸鋰鐵電池放電特性及其電路模型分析,' 國立台灣大學工程科學及海洋工程學研究所碩士論文, 2012. [4] S. Al Hallaj, H. Maleki, J. S. Hong, and J. R. Selman, 'Thermal modeling and design considerations of lithium-ion batteries,' Journal of Power Sources, vol. 83, pp. 1-8, 10// 1999. [5] T. D. Hatchard, MacNeil, D. D., Basu, A., Dahn, J. R., 'Thermal Model of Cylindrical and Prismatic Li-ion Cells,' J. Electrochem. Soc., vol. Vol.148, 2001. [6] T. I. Evans, White, R. E., 'A Thermal Analysis of a Spirally Wound Battery Using a Simple Mathematical Model,' J. Electrochem. Soc., vol. Vol.136, 1989. [7] 陳欣志, '鋰電池熱現象之模擬,' 國立清華大學化學工程研究所博士論文, 2005. [8] D. Bernardi, Pawlikowski, E., Newman, J., 'A General Energy Balance for Battery Systems,' J. Electrochem.Soc., vol. 132, 1985. [9] D. H. Jeon and S. M. Baek, 'Thermal modeling of cylindrical lithium ion battery during discharge cycle,' Energy Conversion and Management, vol. 52, pp. 2973-2981, 2011. [10] H. T. a. M. T. Yue Ma, 'Electro-Thermal Modeling of a Lithium-ion Battery System,' SAE Int. , vol. J.Engines 3(2):306-317, 10/25/2010. [11] Y. C. a. J. W. Evan, 'Heat Transfer Phenomena in Lithium Polymer-Electrolyte batteries for EV,' J. Electrochem. Soc., vol. Vol. 140, July 1993. [12] P. D. Ahmad A. Pesaran, P. D. Andreas Vlahinos, and S. D. Burch, 'Thermal Performance of EV and HEV Battery Modules and Packs,' 14th International Electric Vehicle Symposium Orlando, Florida, December 16, 1997. [13] A. V. Ahmad A.Pesaran, StevenD.Burch, 'An Approach for Designing Thermal Management Systems for EV and HEV Battery Packs,' 4th Vehicle Thermal Management Systems Conference London, UK, May 24-27, 1999. [14] C. M. C. R. f. v. 3.5a., ed. [15] http://www.miko.com.hk/Topward/6306Dc.htm, 2013年5月10日引用. [16] 陳麒文, '電動車太陽能冷氣機研製,' 國立臺灣大學工學院機械工程學研究所碩士論文, 2013. [17] http://www.taiwantrade.com.tw/prodigit/products-detail/, 2013年5月10日引用. [18] http://ft.zhang525144.bmlink.com/supply-4688871.html, 2013年5月10日引用. | |
dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/17470 | - |
dc.description.abstract | 鋰離子電池越來越廣泛運用在純電動車以及混合動力電動車上,其高能量密度的特性能夠明顯地降低鋰電池組的重量及空間。鋰離子電池中,有些材料的熱穩定性較低,在放電過程中會提高鋰電池的溫度,甚至會超過理想操作溫度範圍,導致鋰電池的壽命受到影響,縮短了鋰電池能夠使用的時間以及次數。鋰電池操作時的溫度控制不僅僅是維持鋰電池的壽命,同時也是顧慮到安全性的問題。進行鋰電池相關之實驗,往往需付出大量的時間在充、放電過程上,且在實際情況上,有許多欲瞭解之情形,是比較難以去控制其條件參數的;有鑑於此,本研究之目的為進行電動車用鋰電池放電熱分析,並提供一套建立鋰電池模型之方法,使得不同來源的鋰電池,也可以以此方法,建立其模型,進而依照使用者之需求進行模擬。
本研究將鋰電池產生之熱量假設為內阻變化所造成,且簡化鋰電池幾何模型,將其與實驗結果相互對照、印證,進而建立鋰電池組模型,探討排列間距、強制對流流速對鋰電池溫度控制的效益,並考慮鋰電池組中,含有一狀況較差之鋰電池對周遭之影響。 由實驗結果可了解鋰電池表面最高溫度發生在最中間處,單顆鋰電池模型最高溫升與實驗值誤差皆在5%以內,而鋰電池組最高溫發生在中心之位置,鋰電池組模型與其誤差則約10%。最後探討幾個不同參數下的模擬結果,可以發現不同的排列間距造成鋰電池之間影響的程度不同,且同時考慮高空氣流速以及較寬之間距可有效地將溫度控制在理想範圍之內。 | zh_TW |
dc.description.abstract | Lithium-ion (Li-ion) batteries are becoming widely used in electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV). Owing to the characteristics of its high energy density, Li-ion batteries can significantly reduce the weight and space of the packs for EVs. Some materials in the Li-ion battery have the low thermal stability during discharge process, which will increase the temperature of the battery, and shorten the battery life. Experiments of Li-ion batteries often takes a lot of time during the charge and discharge processes. Moreover, it is difficult to control experimental parameters. Our purpose is to analyze the thermal characteristics of the batteries for electric vehicle during discharge, and to provide a methodology for establishing Li-ion battery model.
In this study, the heat generated by the Li-ion battery is assumed to be caused by changes in resistance. The geometric model of the Li-ion battery is simplified. Simulation models are validated with experimental results. The impact of Li-ion battery pack parameters on temperature rises, including air flow rate, air temperature, battery arrangement and battery conditions, are studied based on simulation results. The experimental results show that the maximum surface temperature of Li-ion battery occurs in the middle area of the battery. The maximum temperature errors between single Li-ion battery model and the experimental is less than 5%. The highest temperature of the Li-ion battery pack is occurred in the center position and the simulation error is less than 7%. Simulation results also show that taking into account the high air flow rate and a wide spacing can be effective in the control of the temperature within the desired range. | en |
dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-08T00:14:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-102-R00522724-1.pdf: 12240942 bytes, checksum: d14f0737277fc3fc468076faf8a89c49 (MD5) Previous issue date: 2013 | en |
dc.description.tableofcontents | 中文摘要………………………………………………………………………...I
英文摘要………………………………………………………………………..II 目錄……………………………………………………………………………..IV 圖目錄………………………………………………………………………..VII 表目錄………………………………………………………………………...XI 1.1.1 第一章 緒論 1 1.1. 研究背景與動機 1 1.2. 鋰離子電池介紹 1 1.3. 研究目的 2 1.3.1. 鋰電池壽命與溫度之關係 3 1.3.2. 鋰電池放電實驗與模擬 4 1.4. 論文架構 5 2.1.1 第二章 文獻回顧 7 2.1. 簡介 7 2.2. 鋰電池幾何模型簡化 7 2.3. 鋰電池模組建立方法概述 9 2.4. 鋰電池組模型分析方法概述 12 2.5. 等效電路模擬鋰電池電及熱之特性 15 2.6. 小結 15 3.1.1 第三章 鋰電池模型建構 17 3.1. 單顆鋰電池模型建構之方法概述 17 3.1.1. 鋰電池幾何模型 17 3.1.2. 鋰電池電熱耦合原理 18 3.1.3. 鋰電池電容量狀態(State of charge)與時間之關係 21 3.2. 鋰電池組模型建構之方法概述 21 3.3. 研究內容 22 3.4. 單顆鋰電池模型建立 23 3.4.1. 熱電耦合模型建構 23 電傳導介質之統御域設定 24 電傳導介質之邊界條件 25 熱傳導介質之統御域設定 26 3.4.2. 自然對流分析 27 3.5. 簡化電極頭後之鋰電池模型 29 3.5.1. 自然對流 30 3.5.2. 強制對流 32 3.6. 鋰電池組模型建立 36 3.7. 小結 41 4.1.1 第四章 實驗設計與規劃 43 4.1. 簡介 43 4.2. 本研究所使用之鋰離子電池 43 4.3. 實驗規劃 45 4.3.1. 實驗架構 46 4.3.2. 實驗設備簡介 47 4.4. 鋰電池放電實驗設計 55 4.4.1. 單顆鋰電池在自然對流條件下之放電實驗 55 4.4.2. 單顆鋰電池在強制對流條件下之放電實驗 57 4.4.3. 鋰電池組放電實驗設計 58 4.5. 小結 60 5.1.1 第五章 實驗結果驗證 62 5.1. 簡介 62 5.2. 單顆鋰電池放電實驗結果 62 5.2.1. 自然對流 62 5.2.2. 強制對流 63 5.3. 鋰電池組放電實驗結果 65 5.4. 實驗及模擬結果驗證 67 6.1.1 第六章 鋰電池組模型放電分析 70 6.1. 改變空氣流速 71 6.2. 改變入口空氣溫度為20℃(293K) 73 6.3. 改變鋰電池排列間距 76 6.3.1. 1.5倍間距 79 6.3.2. 2倍間距 81 6.4. 加入放電循環1000次之鋰電池 83 6.5. 電流非定值之模擬結果 85 7.1.1 第七章 結論與未來展望 89 7.1. 結論 89 7.2. 未來展望 90 8.1.1 參考文獻 91 | |
dc.language.iso | zh-TW | |
dc.title | 電動車用鋰電池放電熱分析 | zh_TW |
dc.title | Thermal Analysis of Lithium-Ion Batteries during Discharge for Electric Vehicles | en |
dc.type | Thesis | |
dc.date.schoolyear | 101-2 | |
dc.description.degree | 碩士 | |
dc.contributor.oralexamcommittee | 楊宏智,廖英志,李坤彥 | |
dc.subject.keyword | 鋰電池溫度,鋰電池模型建構,鋰電池放電模擬, | zh_TW |
dc.subject.keyword | Li-ion battery temperature,Li-ion battery modeling,Simulation of li-ion battery discharging, | en |
dc.relation.page | 92 | |
dc.rights.note | 未授權 | |
dc.date.accepted | 2013-07-31 | |
dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
dc.contributor.author-dept | 機械工程學研究所 | zh_TW |
顯示於系所單位: | 機械工程學系 |
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