Temperature, overcharge and short-circuit studies of batteries used in electric vehicles

• Autorzy: Łebkowski A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.05.13

Warianty tytułu

PL

Badania termiczne, przeładowania oraz zwarciowe akumulatorów stosowanych w pojazdach elektrycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

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.

PL

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.

Słowa kluczowe

EN

electric vehicle; lithium batteries; short-circuit behavior; thermal behavior; internal resistance

PL

pojazd elektryczny; akumulator litowy; właściwości termiczne; właściwości zwarciowe; rezystancja wewnętrzna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 5
• Strony: 67--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Łebkowski A.

• Akademia Morska w Gdyni, Katedra Automatyki Okrętowej, ul. Morska 83, 81-225 Gdynia

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).
• [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.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).