论文部分内容阅读
动力电池以高能量密度、高电压平台、低污染甚至无污染等优点在新能源汽车行业已经得到了普及应用。但高能量密度的动力电池在事故中容易被挤压、穿刺等而发生起火、爆炸事故,对人们的生命和财产安全造成不可挽回的损失,这在很大程度上制约了它的发展。近几年来,接连不断的燃爆事故导致人们将动力电池的研究热点从续航里程转移到了安全性能,许多整车制造商和动力电池生产商越来越关注电池的安全性能提高方法。动力电池是新能源汽车能源供给的核心,它的安全运行对整车安全起着至关重要的作用。本文首先总结并分析了国内外研究人员在提升动力电池安全性能所做出的研究成果,以及电池各个方面性能评价的研究成果,介绍了动力电池的基本分类、构造和工作原理,并总结和分析了与动力电池安全性能相关国家标准与制度的发展现状。然后统计并分析国内55起新能源汽车电池起火事故,对动力电池的安全事故作一个系统的定性和定量分析,从电池的常见事故以及安全事故预防的角度出发,采用因果分析法和失效模式分析法将现实中动力电池各种安全事故的产生原因、事故严重程度、事故发生的频率以及安全事故的危害程度进行分析并排序。紧接从电池固有安全的角度出发,总结出了动力电池安全性能评价体系,对电池的安全性能进行评价,并根据评价结果对动力电池进行排序。然后针对电池选型问题提出了一种新的动力电池综合性能评价方法。该方法首先采用高斯值函数将动力电池各方面的性能指标数据进行标准化处理,避免了线性变换数据信息容易丢失的问题,然后采用加权几何平均模型将各个性能指标分数聚合成一个综合性能指标值,避免了常用的加权和模型中各指标分数聚合后高分指标和低分指标互相掩盖的问题。最后根据安全性能、经济性能、环保性能以及技术参数性能的相关指标分析总结出动力电池综合性能评价体系,并以6种不同类型的动力电池为例,研究了动力电池的环保性能绝对评价以及电池综合性能的相对评价和绝对评价,电池综合性能评价结果验证了该评价方法的合理性。该动力电池综合性能评价框架和评价方法不但有利于动力电池生产商从选材、设计和工艺等源头上优化电池的各种性能,而且可以给用户和新能源汽车企业选购电池时提供一个直观的电池综合性能分数作为对比和参考,间接迫使动力电池生产商去研发和改进电池的安全性能、技术参数性能等。最后,该评价模型不仅可以应用于评价动力电池的综合性能,还可以对其它复杂机电系统的性能状况进行综合评价。