全球新能源汽车领域专利申请情况的统计分析与预测

对全球范围内新能源汽车领域的专利申请情况进行了数据统计与分析,集中对纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车以及动力电池技术的专利申请进行了比较,并基于技术重点、申请人、申请量等信息按照我国与美、日、欧等申请人情况进行了归纳分类.通过对产业趋势、热点的掌握与分析,对我国新能源汽车产业的未来和发展提供参考.     

锂离子动力电池热失控与安全管理研究综述

锂离子动力电池具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等优点,被认为是最具前景的一类动力电池。随着整体能量密度的不断提高和制造成本的降低,以热失控为特征的锂离子动力电池安全事故频发,严重威胁着乘客的人身和财产安全。因此,以防止锂离子电池热失控为核心的研究成为近几年电动车辆研究领域的热点,同时,相关领域的发展也需要这样的综述类文章来的引领。从动力电池安全角度出发,对目前锂离子动力电池热失控研究现状进行综述,总结了最新研究成果。较为具体地阐明了热失控触发条件和发生机理,比较全面地总结了提高锂离子动力电池系统安全性的方法,以期促进先进锂离子动力电池系统安全管理方法与策略的开发,进而提高动力电池系统的安全性。填补了该领域缺少中文综述的空白。     

换电式纯电动车的速换结构设计特点及运行模式探讨

当今新能源纯电动汽车最大技术瓶颈是动力电池能量密度无法达到内燃机汽车的能量密度,从而严重影响纯电动汽车的续航能力。探索采用近些年具有量产意义、成本合理条件下的性能稳定动力电池为动力源,从设计路线上充分考虑续航能力,采用车电分离的快速更换动力电池方案,实现提高纯电动汽车续航能力,由此提出了一种在当今的动力电池性能条件下纯电动汽车的切实可行的应用运行模式。     

一种混合动力特种车辆的电池系统设计与研究

经过10余年的研究开发和发展,我国新能源汽车行业已经形成了从原材料供应、动力电池、整车控制器等关键零部件自主研发和创新制造;市场分析预计到2025年新能源汽车销售量将超过1000万台,动力电池系统是新能源汽车动力核心,随着国家政策和对新能源汽车技术要求不断提高,对动力电池系统安全性要求更高,指导和推进企业研发出更加安全的电池系统以满足国家政策要求和市场需求。同时军民一体化发展在新能源汽车领域也得到长足发展,目前有多家企业正在承接混合动力特种车辆新能源汽车和关键零部件的研发和制造;为推进新能源汽车发展起着非常重要作用。     

激光焊接在锂离子电池制造的应用研究

随着新能源电动汽车的发展,具有出色充、放电性能,高能量和高功率密度的锂离子电池成为当前重要发展方向之一。焊接质量的好坏决定了电池的密封性、一致性、安全性以及使用寿命等,如何提高焊接质量和效率是制约锂离子电池制造的关键因素。激光焊接作为新型焊接方法的一种,具有热影响区小、能量密度高、焊接速度快、加工精度高等优势,被广泛应用在锂离子电池焊接中。研究激光焊接锂离子电池的工艺规律以及激光焊接设备,具有重要的理论研究价值和广阔的应用前景。     

新能源汽车动力电池系统故障诊断研究综述

随着新能源汽车保有量的增加,新能源汽车安全问题日益突出,严重威胁着驾乘人员的生命财产安全,制约了新能源汽车产业发展.动力电池问题是新能源汽车着火事故发生的主要原因(占着火事故60％以上),发展先进的动力电池系统故障诊断技术已成为新能源汽车安全防护领域的热点.为填补该领域最新中文综述的空白,基于动力电池系统故障发生位置的差异,将故障分类为内部故障和外部故障,描述过充电、过放电、外部短路、内部短路、过热、热失控、传感器故障、连接件故障、冷却系统故障的失效机理.从内部故障和外部故障两个角度出发,总结锂离子动力电池的基于知识、模型、数据驱动三类故障诊断方法的研究现状与最新进展.讨论当前动力电池系统故障诊断技术研究中存在的主要问题,提出电池故障诊断技术的未来发展趋势,以期实现动力电池系统故障的准确诊断和早期防控,提高新能源汽车安全性,保障驾乘人员生命财产安全,推动新能源汽车产业进一步发展.     

试论新能源汽车电池电机电控检测问题

在概述新能源汽车电池电机电控专项检测标准的基础上,以某型锂离子动力电池、电机及控制器为例,对其试验检测技术进行介绍,并指出在试验检测中需要注意的问题,最后还提出了磷酸铁锂电池热管理系统开发相关问题,为新能源汽车电池电机电控检测提供参考依据.     

世界新能源汽车产业发展动态

新能源汽车无疑是当今国际汽车产业领域的最热关键词,各国都在出台规划或相关法案。例如美国的先进科技汽车制造贷款计划（Advanced Technology Vehicles Hanufacturing Loan Program）,极大地推动了电动汽车产业化。同时,车载锂离子动力电池领域投资日渐活跃,各项电池材料等下一代车载充电电池技术也在加紧开发;车载驱动电机呈现高效率、小型化与低成本发展态势,增程发动机技术备受关注。新能源汽车领域的标准化工作步伐也在不断加快,国际电工标准委员会（IEC）、国际标准化组织（ISO）、国际汽车工程师学会（SAE）积极推行插电式混合动力汽车及其与充电设施连接的标准化工作;我国也提出了关于镍氢电池、锂离子电池、铅酸电池和超级电容器的4个国家强制性行业标准等。所有这一切,都显示了新能源汽车将是未来几年的热点行业。     

新能源汽车用锂离子动力电池单体选型方法

以新能源汽车用锂离子动力电池总成精细设计为目标,提出了面向整车应用的动力电池匹配开发流程,分析了锂离子动力电池单体选型及测试的重要性;提出了电池需求分析方法及锂离子电池单体性能测试方案,以某款锂离子电池单体的四种典型工况性能测试为例给出了测试结果;基于电池测试方案提出了用于电池单体选型的评价方法,相关研究可为新能源汽车锂离子动力电池总成的精细化设计提供有效的测试支撑,具有较强的实用价值和一定的创新性。     

新能源汽车电池技术现状及对策分析

随着人类的发展与进步,环境问题日益突出,资源浪费和消耗日益加剧,因此与常规燃油汽车相比,新能源汽车的问世,既符合环保要求,又是今后发展的必然趋势,因此,新能源汽车的安全、高效发展,必须将重点放在电池技术上与传统燃油车相比,新能源汽车的能量来自于电池,如果新能源车的电池技术能实现技术突破,则新能源汽车行业势必会得到普及推广。根据目前新能源汽车电池技术存在的问题,提出了相应的改进措施,以期为新能源汽车电池技术的可靠性和安全性的提升,提供技术借鉴和发展方向。     

锂离子电池高精度机理建模、参数辨识与寿命预测研究进展

拥有高能量密度、低自放电率和长寿命的锂离子电池是电动车辆的主要储能单元,其性能直接影响了车辆的动力性和安全性。然而,锂离子电池是复杂的电化学系统,其内部状态具有时变性和不可观测性。此外,电池在使用过程中性能将不断衰减,将给车辆的安全性带来隐患。为保证电池在车用工况下的高效、安全和可靠运行,需要对电池实施有效管理。电池模型是管理算法的理论基础,参数辨识是模型应用的前提,而寿命预测是保证电池安全的关键技术。针对上述实际应用需求,综述了锂离子电池高精度电化学-热耦合机理建模、模型参数辨识和寿命预测的最新研究进展。重点关注宏观电化学模型中模型重构和模型简化两种模型降阶方法,对比分析参数辨识中试验测量和非拆解式辨识方法的特点,全面总结寿命预测中基于模型、基于数据驱动和融合式算法的算法架构。在此基础上,总结现有研究的不足并对未来研究方向提出展望。     

多拓扑结构锂电池组外短路特性分析及模型评价

新能源汽车的快速发展受到动力电池系统安全的掣肘,锂电池组外部短路故障是导致电池热失控进而引发汽车起火爆炸的主要因素之一,而不同拓扑结构及初始荷电状态(State of charge, SOC)影响锂电池组外部短路特性。搭建锂电池组外部短路故障试验平台,进行多拓扑结构锂电池组在静置工况下的外部短路试验,模拟汽车停置时电池发生外部短路故障过程,揭示不同拓扑结构及不同初始SOC对锂电池组外部短路特性的影响,为锂离子电池单体分选成组、外部短路故障诊断等方面提供数据支撑。此外,锂离子电池外部短路模型重构是进行故障诊断的基础,对不同等效电路模型对锂离子电池外部短路电压预测精度等进行综合评价,为锂离子电池外部短路电特性重构模型选择提供指导。     

车用锂离子动力电池组均衡管理系统研究进展

锂离子电池因其能量密度高、功率密度高和循环寿命长等优势已成为电动汽车动力电池的首选,然而成组后单体间的内阻、容量及电压等特性差异可能对整车电池系统的寿命、安全及性能带来严重影响,而均衡管理是保障动力电池一致性的有效方案。基于电池状态信息对电池组进行均衡管理,能够提高动力电池组的可用容量,降低单体间不一致性所导致的衰减、容量损失,并避免因过充、过放等异常使用而导致的安全风险。但由于高成本的均衡拓扑设计与复杂的均衡控制策略,均衡系统目前较难以广泛推广。梳理近年来均衡管理系统的研究进展与可行方案,较为具体地介绍了均衡电路拓扑结构及其工作原理,并总结了目前常用的与新颖的均衡控制变量,分析各类均衡控制策略在实车应用时的优劣,系统性地比较各种均衡方法的优缺点。梳理目前亟待解决的均衡技术难点,并对均衡技术发展进行了展望。     

锂离子电池功率状态预测方法综述

随着锂离子电池在智能电网、新能源汽车等领域的大规模应用,其充放电能力,即峰值功率的准确预测对于保障系统的安全、可靠运行至关重要。从单体和系统两个层面归纳分析锂离子电池功率状态预测方法的研究进展：针对电池单体预测方法,主要包括测试查表法、黑箱法、等效电路及电化学模型法等,重点阐述多参量约束的等效电路模型法,并进行分类与对比分析;针对电池系统,从电池系统模型及功率状态预测算法两个角度出发,分别讨论了串联型、非串联型电池系统的功率状态预测算法和大数据驱动的智能预测方法,并分析各方法的优缺点及应用领域;结合下一代云计算、大数据、数字孪生等发展趋势,对锂离子电池功率状态预测方法进行展望,为促进电池全生命周期管理技术的研发与应用提供一些思路。     

基于整车系统的动力电池包底部碰撞安全性试验研究

为提升电动汽车的行车安全性,揭示电动汽车车用动力电池包底部在机械滥用下的力学特征及行为特点,对电池包底部碰撞工况进行事故统计分析,设计了一种整车工况下电池包底部机械滥用的碰撞测试方案,探索电池包底部机械滥用过程中电池电压及结构等变化.结果表明:新能源汽车动力电池底部与障碍物作用过程为跳跃式接触,变形模式为锯齿波式;试验...     

利用双卡尔曼滤波算法估计电动汽车用锂离子动力电池的内部状态

以电动汽车的研发为背景,建立用于电动汽车中作为辅助动力源的锂离子动力蓄电池的等效物理模型及其离散形式的状态空间方程,然后分别介绍如何基于卡尔曼滤波算法在线估计电池内部的荷电状态和寿命状态。在此基础上,介绍利用双卡尔曼滤波算法同时在线估计荷电状态和寿命状态的算法原理,并设计出相关的电池测试试验,利用在此试验过程中所采集的包括电流、电压等数据对电池的内部状态进行估计。对试验结果的分析表明,利用双卡尔曼滤波算法在线估计电池内部状态是有效的,并且估计精度也相对较高,可以较好地反映电池内部的真实状态。     

基于多物理过程约束的锂离子电池优化充电方法

锂离子电池在快速充电过程中极易触发内部过热,并加速寿命衰退,因此在确保快速充电的同时主动约束锂离子电池重要中间物理状态具有重要意义。因此,提出一种基于多物理过程变量约束的电池快速充电方法。建立电-热-老化综合模型,并在典型充电场景下进行电热模拟精度验证;在此基础上,设计基于模型的荷电状态与内部温度估计方法,兼顾充电速度、温度约束与寿命衰退抑制,设计基于模型预测控制的快速充电策略。试验验证结果表明,所提出的充电策略能主动限制电池内部温度始终低于预定阈值,在相似的充电速度前提下,所提出的充电策略相比优选的恒流恒压充电法具有更低的寿命衰减速率,两者200次快充-放电循环的容量衰减分别为2.12%和4.88%。所提出的快速充电策略基于模型预测控制方法实现了电池内部状态的有效约束,综合提升了锂离子电池充电过程的快速性、安全性和耐久性。     

基于电热耦合模型和多参数约束的动力电池峰值功率预测

锂离子动力电池的峰值功率（State of power,SOP）直接影响电动汽车的加速爬坡性能以及回馈制动的能量回收能力,然而其不能直接测量,且准确估计十分困难。这源自于电池内部复杂的电化学特性,尤其是电池运行是一个电热特性相互耦合的过程,过高的充放电功率可能引起电池过热,进而导致电池寿命加速衰减甚至引发安全事故,因此,引入电池温度作为峰值功率的重要约束条件之一,综合电池温度、电压、荷电状态（State of charge,SOC）等多参数约束实现峰值功率预测。首先建立电池电热耦合模型,准确描述电池电、热动态特性;进而在多参数约束条件下预测电池峰值功率;最后,改进了电池热模型的参数辨识方法,并在不同温度环境和动态工况下试验验证电池建模和峰值功率预测方法的有效性,试验结果表明该方法可有效预测电池充放电功率,提高电池使用的安全性。     

新能源汽车动力电池防寒防冻性能检测装置的设计与实现

动力电池是新能源汽车的三大组成部件(电池、电机、电控)之一,它的工作性能影响着新能源汽车的续航能力。温度对动力电池性能、寿命及安全性均有影响,高效合理地设计电池的冷却系统对电池的正常工作有重要作用。本方案设计新能源汽车电池的防寒防冻性能检测装置,保障新能源汽车动力电池电性能及热管理控制系统高效、稳定、安全运行,从而满足新能源汽车在各种工况下安全稳定工作有着积极意义。     

电动汽车用动力电池的研究

能源危机和环境恶化已成为传统汽车发展的最大障碍,而发展电动汽车能够很好的解决这些问题。电动汽车不仅能够减少燃油消耗,提高经济性,而且还能降低尾气的排放,提高环境质量。电动汽车的关键技术之一是动力电池,动力电池的好坏一方面决定着电动汽车的成本,另一方面决定着电动汽车的动力性和续驶里程,这2个方面也是电动汽车与传统的燃油汽车竞争的关键所在。能否开发出性价比高的动力电池对电动汽车的未来发展具有至关重要的作用。