Analysis and Experiment of Bipolar-Pulse Heating Mehtod for Lithium-ion Batterries

占空比 材料科学 锂(药物) 核工程 离子 电容电路 功率(物理) 电气工程 光电子学 电容器 电压 化学 工程类 热力学 物理 内分泌学 有机化学 医学
作者
Zhikun Yu,Xiaosheng Huang,Shuyi Lin,Jing Huang,Xinfei Zhan,Huishu Song
标识
DOI:10.1109/peas53589.2021.9628440
摘要

This paper proposes a lithium-ion batteries heating method that generates bipolar current pulses based on the RLC non-oscillating network. The heating performance with different input states is analyzed, including the bipolar pulse heating current, the adjustment range of frequency, and the duty ratio. A prototype is built based on the half-bridge topology with the proposed RLC network to verify the analysis. Experimental results show that the proposed method is able to heat lithium-ion batteries in a low-temperature environment effectively. The self-heating performance is reliable by using the ohmic loss and electrochemical heat without external heating devices. The proposed method is conducive to improve the performance of lithium-ion batteries in a low-temperature environment. Moreover, the heating power can be easily adjusted by varying the duty ratio. The heating current reaches 1.2 C with 50% duty cycle. The measured self-heating temperature of the four series-connected 18650 lithium-ion batteries rises by 13°C, from 2.6°C to 15.6°C.
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