基于马斯曲线的铅酸电池快速充电控制策略

分析铅酸电池充电时遵循的马斯三定律,提出基于马斯曲线的铅酸电池快速充电控制策略及参数计算方法。依据铅酸电池参数,结合马斯理论计算充电参数,从理论上论证该充电控制策略可实现快速充电。采用该充电控制策略对放电率为75%的24 V/12 Ah铅酸电池进行充电,可在4 h之内将电池充满电,在充电后期,电池表面温度维持在约30℃,未造成电池过热。     

锂离子动力电池大电流脉冲充电特性研究

针对大容量锂离子动力电池充电过程要快速高效同时保证电池寿命的要求,提出将大电流脉冲充电作为锂离子动力电池的快速充电方式。通过对电池大电流脉冲充电过程的大量试验,将其充电效果和恒流充电方式进行比较,证实了大电流脉冲充电是一种能有效减小极化现象、高效快速的充电方式。同时试验了不同脉冲时间、不同充电电流对脉冲充电效果的影响,得出最佳脉冲充电参数。     

方型密封镉镍电池快速充电研究

通过直接测量快速充电过程中端电压和电池内气体压力的变化情况,研究了方型密封镉镍电池在大电流快速充电下充电程度对电池性能的影响.结果表明,以充电曲线上极大值出现后下降10mV即-△V=10mV作为快速充电的终点,能有效地提高充电效率,降低电池内压,延长循环寿命.     

快速充电D型MH-Ni蓄电池研究

分析了限制MH-Ni蓄电池快速充电性能的一个原因是因为MH-Ni蓄电池在快速充电过程中产生大量热所致。以采用泡沫镍正极的8 Ah D型MH-Ni电池为例,从四个方面减少MH-Ni蓄电池在快速充电过程中产生的热量:1.优化电池结构设计,降低电池内阻;2.确定最佳电解液量;3.确定负极与正极容量比;4.增加正极中的钴含量。通过这些措施有效地降低了电池的内阻,减小了极化,大幅度降低了快速充电过程中产生的热量,从而提高了电池的快速充电能力。使之能承受近4 C的充电电流,并且达到20 min充满电的要求,电池内阻小于2.5 mΩ,30 A充电效率大于90%,30 A放电电压平台大于1.15 V。     

数字式智能充电电源的设计与实现

为了对不同类型、不同电压和不同容量的电池进行充电,设计了一种通用的智能充电电源.讨论了锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池的充电曲线和充电方法;介绍了以XC164单片机为控制核心,实现对多种电池进行充电;给出了具体的硬件电路和软件流程.实验结果表明,该系统能对电池的充电过程进行有效控制,其充电快速、高效、可靠,不会损坏电池或缩短电池寿命,可实现充电过程的智能化控制.     

密封MH-Ni电池快速充电控制方法的研究

D型MH Ni电池以 1C电流充电 ,测量电池电压和温度 ,计算不同充入容量下的充电接受率。结果表明充入容量为电池实际容量 10 5 %～ 110 %时充电接受率最大 ,采用电池表面温度变化率dθ/dt=2℃ /2min控制电池充电终止 ,可使电池 1C充电时充入容量控制在此范围。此方法优于用 -ΔV和温度控制MH Ni电池充电终止的方法。     

慢脉冲快速充电方法析气性能的研究

研究了慢脉冲快速充电方法和普通充电方法的析气性能。析气是由于充电过程中的极化导致充电电压升高,而慢脉冲充电方法可有效地消除极化;同时控制影响析气量的两个主要充电参数恒流到恒压的转换电压和恒压值,以达到减少析气量的目的,也不影响充电的其它性能。研究结果表明在选择合适的充电参数时,慢脉冲快速充电方法的析气性能不仅优于普通充电方法,而且较好地实现了快速充电,同时能延长电池的使用寿命。     

30 Ah/1.2 V方形MH-Ni动力电池性能

研究了30Ah/1.2V方型MH Ni动力电池的放电容量、放电电压、快速充电、高倍率放电、充电内压和高低温充放电等性能。实验结果表明,研制的方型MH Ni动力电池可以封口化成。电池的容量达到设计容量,其中正极活性物质的利用率达80%以上。高倍率放电性能较好,电池的1C、2C和3C倍率放电容量分别达到0.2C时的98%、96%和90%。充电内压低,可以1C快速充电,且充电效率较高。     

大容量方形动力MH/Ni电池性能

研究了35Ah/1 2V和40Ah/1 2V大容量方型动力MH/Ni电池的容量、电压、快速充放电、充电内压性能和阻抗特性。结果表明:研制的方型动力MH/Ni电池可以封口化成;电池的容量达到设计容量,其中正极活性物质的利用率达90%以上;充电内压较低,充电效率较高。快速放电性能较好,如40Ah电池1C倍率放电容量为0 2C时的98%;快速充电性能好,40Ah电池在1C倍率快速充电的条件下,其0.2C倍率放电容量接近40Ah。     

副边自动切换充电模式的电动汽车无线充电系统设计

在电动汽车无线充电的过程中,恒流模式需要快速、稳定地切换到恒压模式以保障电池和电动汽车的安全,这往往需要原、副边之间的通信及原边复杂控制方法的介入。文中提出了一种免去原、副边之间的通信,且不需要原边提供控制手段,仅在副边自动切换谐振补偿网络即可完成恒流充电模式向恒压充电模式的快速切换的方法,同时提出了副边谐振补偿网络参数的设计方法,保证了切换过程中电池充电电压的稳定性。以LCC-LCC向LCC-S谐振补偿网络切换为例,对所提出的设计方法进行了分析和验证。实验表明,应用所提出的方法,输出的电流和电压随着电池等效负载的改变而保持恒定,且切换过程平滑稳定,结果满足电动汽车充电的要求。     

电动汽车的铅酸蓄电池快速脉冲充电系统

在分析脉冲充电理论的基础上,采用脉宽调制技术,设计了电动汽车用铅酸蓄电池快速充电器。实验表明:与传统的恒流-恒压充电技术比较,脉冲充电技术具有充电时间短,充电效率高的优点。因此在电动汽车中采用脉冲充电方式能有效缓解铅酸蓄电池的极化现象,从而达到良好的充电效果。     

基于LS-SVM算法动力电池SOC估计方法的研究

提高电池荷电状态(SOC)估计的准确性对于电动汽车电池管理系统的研究至关重要。根据历史实验数据分析了电池电压、电流、放电总电量因素对电池的影响,利用最小二乘支持向量机具有非线性逼近能力强、收敛速度快、全局最优解的特性对电动汽车电池SOC值进行在线实时估计,与BP神经网络的预测结果进行比较。仿真及实验室测试结果表明,最小二乘支持向量机算法能更准确地逼近实际SOC值,该方法的最大估算误差降低到0.02,达到了动力汽车的应用要求。     

电动车用MH-Ni电池SOC模型的研究

通过对电动车用MH-Ni电池的开路电压、充放电电流、温度、自放电等因素的研究,建立了一种适用于MH-Ni电池的荷电量状态的数学模型。在初始状态,采用开路电压以及系统存储值,来估算初始电量;在充放电过程中采用电流积分法,并结合各种修正系数来估算过程电量。该方法成功地应用于纯电动车和混合电动车镍氢电池的管理系统中,电量估算误差小于7%。     

一种延长电动汽车蓄电池寿命的均衡充电控制策略

电动汽车用动力电池组都是由多个单体电池串联而成,由于单体电池的性能不可能完全一致,串联使用过程中,初期的细微差异在每次充放电的放大作用下,一段时间后单体电池间的性能差异就会逐渐增大,从而导致电池组性能急剧下降和循环寿命缩短。通过分析电池组提前失效的原因,针对耗散型均衡控制电路,深入研究电池组均衡充电控制的电路模型,并在此基础上提出一种既能够实现电池组快速充电,又能够消除单体电池不一致对电池组循环寿命影响的均衡充电控制策略。根据所提出的均衡充电控制策略,对72 V/120 AH铅酸蓄电池组进行对比测试,实验结果说明了该策略的有效性。     

动力电池均衡充电控制策略研究

针对动力电池组在使用过程中,由于单体电池的性能差异会在充放电过程中不断增大,最终导致电池组性能急剧下降和循环寿命缩短的问题,分析动力电池组均衡充电控制系统的电路模型,研究电池组快速充电的方法,提出一种能够消除单体电池性能差异对动力电池组循环寿命影响的均衡充电控制策略.该控制策略根据电池组中单体电池的不同状态,通过均衡电路微调单体电池的充电电流,从而实现电池组的快速均衡充电.在72V/120AH铅酸蓄电池组上进行对比充电测试,实验结果证明了该控制策略的有效性.     

MH/Ni电池充电终止控制方法研究

为了保证MH/Ni电池在充足电时能够及时终止充电,对其常用充电终止控制方法进行了详细论述,提出更适合MH/Hi电池的充电终止控制方法--改进的零电压降法.经实际应用表明:该方法在电池充足电时,能及时终止充电,时电池有效保护,具有推广应用价值.     

HEV车载快速充电系统的实现

介绍了混合动力电动车(HEV)车载充电系统的硬件实现方法及软件的程序流程.根据马斯三定律确定了分段恒流与脉冲充电相结合的智能快速充电策略,缩短了充电时间,提高了充电效率.实验结果表明所提出的智能脉冲充电策略可以实现交流侧单位功率因数,直流侧电压电流可调等特性.     

炭黑含量对铅酸蓄电池负极性能的影响

采用充放电技术研究了电动车用阀控铅酸蓄电池负极的炭黑含量对电池容量、充电接受能力及充电方式的影响,结果表明负极中添加适量的炭黑可以改善电池负极的导电性能,提高电池的负极活性物质利用率及电池的放电容量,有利于电池的大电流放电,提高电池的充电接受能力及循环寿命,并对充电方式的敏感性小。电动车用阀控铅酸蓄电池负极炭黑添加量在0.9%左右时表现出最佳的充放电性能。     

修正RC模型混合动力车用氢镍蓄电池SOC预测

根据混合动力汽车动力蓄电池瞬时脉冲大电流充放电工作特点,提出了一种能够实时动态估计氢镍蓄电池SOC的新方法。结合蓄电池当前状态和历史使用因素共同确定蓄电池初始SOC,并利用修正的RC模型,通过合理分配权值综合运用电量累计法和开路电压法进行蓄电池的SOC预测,电量累计考虑充放电效率和寿命因素影响,开路电压利用卡尔曼滤波法求解。最后,通过台驾试验验证算法的准确性,结果表明,SOC预测误差可控制在6%以内,满足混合动力汽车工作要求。     

脉冲充电对铅酸蓄电池硫酸盐化的影响

设计了一种消除铅酸蓄电池硫酸盐化故障的脉冲充电实验方法 ,其脉冲电流的大小和周期介于正常电池的脉冲充电法和传统的消除硫酸盐化的反复充放电法之间 ,并用该法与传统方法进行对照实验。实验结果表明 ,脉冲充电法充入的电量仅为传统方法的 42 % ,但各个单体电池的电解液密度上升幅度平均为传统方法的 83 %。证明了脉冲充电法比传统方法能更有效地消除硫酸盐化 ,并由此推断出用脉冲充电法对正常电池进行恢复性充电 ,能起到防止硫酸盐化的作用 ,并延长铅酸蓄电池的循环寿命