Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2017 - zeszyt 5

Temperature, Overcharge and Short-Circuit Studies of Batteries used in Electric Vehicles

10.15199/48.2017.05.13

Andrzej ŁEBKOWSKI

nr katalogowy: 105427
10.15199/48.2017.05.13

W pracy przedstawiono wyniki badań temperaturowych oraz zwarciowych dla najczęściej stosowanych typów akumulatorów w pojazdach elektrycznych. W oparciu o przeprowadzone badania, przedstawiono przebiegi zmian rezystancji wewnętrznej akumulatorów kwasowych oraz litowych w zależności od temperatury. Na podstawie przeprowadzonych badań zwarciowych wybranych typów akumulatorów litowych stosowanych w pojazdach z napędem elektrycznym, dokonano oceny możliwości pojawienia się pożaru. Abstract. The paper presents the results of temperature and short-circuit research of battery types most commonly used in electric vehicles. Basing on performed tests, the plots of changing internal resistance of lead-acid and lithium batteries are shown. On the basis of conducted short-circuit experiments of selected lithium based batteries of types used in electric vehicles, the risk of fire occurrence is made. (Badania termiczne, przeładowania oraz zwarciowe akumulatorów stosowanych w pojazdach elektrycznych). Słowa kluczowe: pojazdy elektryczne, akumulatory litowe, właściwości termiczne i zwarciowe, rezystancja wewnętrzna. Keywords: electric vehicles (EV), lithium batteries (Li-Ion, LiFePO4, LTO), thermal & short-circuit behavior, internal resistance. Introduction The problem of properties of batteries powering the electric powertrains in vehicles is a topic of many academic papers. The vehicles manufacturers are offering their products with many battery types, beginning from the cheapest Lead-Acid (Pb-A), through nickel based batteries (Ni-Fe, Ni-Zn, Ni-Cd, Ni-MH), lithium based (Li-Ion, LiTiO, LiCoO, Li-MnO2 LiMn2O4, LiFePO4, LiSO2, Li-SOCl2, LTO), up to the newest, state of the art graphene polymer batteries. The engineers are trying to optimize the performance of traction batteries in order to maximize the vehicle’s functionality (largest possible usable volume inside the vehicle, high range) while minimizing the manufacture costs and maximizing t[...]

Bibliografia

[1] Graphenano and Grabat launch graphene-based batteries, Graphene-info, www.graphene-info.com, 08.04.2016.
[2] Noya C., Másdetallestécnicos de las baterías de Graphenano. Certificados TÜV y Dreka., ForoCochesElectricos, www.forococheselectricos.com (02.2016)
[3] Lee S.K., Oh S.M., Eunjun Park E., Scrosati B., Hassoun J., Park M.S., Kim Y.J., Kim H., Belharouak I., Sun Y.K., Highly Cyclable Lithium-Sulfur Batteries with a Dual-Type Sulfur Cathode and a Lithiated Si/SiOx Nanosphere Anode, Nano Letters, 15 (5)2015, p. 2863-2868.
[4] Dockrill P., The Netherlands is making moves to ban all nonelectric vehicles by 2025, Science alert, www.sciencealert.com, 13.04.2016.
[5] Lambert F., All new cars mandated to be electric in Germany by 2030, electrekt, www.electrek.co, 14.06.2016.
[6] Battery University, www.batteryuniversity.com, (07.2016).
[7] Battery and Energy Technologies, www.mpoweruk.com, (07.2016). PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 93 NR 5/2017 73
[8] Gu W.B., Wang C.Y., Thermal-Electrochemical Modeling of Battery Systems, Journal of the Electrochemical Society, Volume 147, Issue 8, (2000) p.2910-2922.
[9] Doughty D.H., Butler P.C., Jungst R.G., Roth E.P., Lithium battery thermal models, Journal of Power Sources, Volume 110, Issue 2, (2002) p.357-363.
[10] Biechl H., Rahmoun A., Modelling of Li-ion batteries using equivalent circuit diagrams, Przegląd Elektrotechniczny, 88 (7b/2012), p.152-156.
[11] Malinowski M., Iwan A., Paściak G., Electrical properties of polymer fuel cells based on modified electrolytes, Przegląd Elektrotechniczny, 90 (9/2014), p.73-76.
[12] Liu S., Jiang J., Shi W., Ma Z., Wang L.Y., Guo H., Butler- Volmer-Equation-Based Electrical Model for High-Power Lithium Titanate Batteries Used in Electric Vehicles., IEEE Transactions on Industrial Electronics, Volume 62, Issue 12, (2015) p.7557-7568.
[13] Kasprzyk L., Bednarek K., The Selection of Hybrid Energy Storage for Electrical Vehicle, Przegląd Elektrotechniczny, 91 (12/2015), p.129-132.
[14] Damay N., Forgez Ch., Bichat M.P., Friedrich G., Thermal modeling of large prismatic LiFePO4/graphite battery. Coupled thermal and heat generation models for characterization and simulation, Journal of Power Sources, 283 (2015), p.37-45.
[15] Panchal S., Dincer I., Agelin-Chaab M., Fraser R., Fowler M., Thermal modeling and validation of temperature distributions in a prismatic lithium-ion battery at different discharge rates and varying boundary conditions, Applied Thermal Engineering, 96 (2016), p.190-199.
[16] Li J., Wang L., Lyu Ch., Wang H., Liu X., New method for parameter estimation of an electrochemical-thermal coupling model for LiCoO2 battery, Journal of Power Sources, 307 (2016), p.220-230.
[17] Yan Y., Li Y., Skyllas-Kazacos M., Bao J., Modelling and simulation of thermal behaviour of vanadium redox flow battery, Journal of Power Sources, 322 (2016), p.116-128.
[18] Jiang J., Ruan H., Sun B., Zhang W., Gao W., Wang L.Y., Zhang L., A reduced low-temperature electro-thermal coupled model for lithium-ion batteries, Applied Energy, 177 (2016), p.804-816.
[19] Pesaran A.A., Vlahinos A., Stuart T., Cooling and Preheating of Batteries in Hybrid Electric Vehicles, 6th ASMEASME--JSME Thermal Engineering Conference, Hawaii Island, (03.2003).
[20] Ji Y., Wang Ch.Y., Heating Strategies for Li-Ion Batteries Operated From Subzero Temperatures, Electrochimica Acta, 107 (2013) p.664-674.
[21] Łebkowski A., System for Monitoring of Battery Pack Parameters in an Electric Vehicle Using GSM/GPS Technology, Przegląd Telekomunikacyjny - Wiadomości Telekomunikacyjne, 11 (2014), p.1396-1399.
[22] Łebkowski A., Electric Vehicle Battery Tester, Przegląd Elektrotechniczny, 12 (2016).
[23] Larsson F., Mellander B.E., Abuse by External Heating, Overcharge and Short Circuiting of Commercial Lithium-Ion Battery Cells, Journal of The Electrochemical Society, 161 (2014), p.1611-1617.
[24] Feng X., Weng C., Ouyang M., Sun J., Online internal short circuit detection for a large format lithium ion battery, Applied Energy, 161 (2016), p.168-180.
[25] Toyota Hybrid cheap fix, www.imgur.com/gallery/j8Bcp, (08.2015).
[26] Larsson F., Andersson P., Mellander B.E., Lithium-Ion Battery Aspects on Fires in Electrified Vehicles on the Basis of Experimental Abuse Tests, Batteries no. 2: 9, 2016.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 105427 "Temperature, Overcharge a..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2017-5 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2017-5

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma