可变低温环境锂电池组内部短路故障诊断

针对可变低温环境下锂离子电池组易发生的内部短路故障问题,提出基于模型的电池组参数估计和故障诊断方法. 通过特性实验,建立三元锂电池容量与温度的关系. 根据标准-偏差模型,采用无迹卡尔曼滤波实时估计标准电池状态和参数,结合双卡尔曼滤波得到电池组状态和参数的实时估计结果,根据电池容量衰减定量诊断内部短路故障. 在5~25 °C时变温度下,结合实际工况进行电池组充放电实验,通过并联电阻法模拟内部短路故障,得到电池组状态和内部短路电阻估计值和真实值的对比. 实验结果表明,利用提出的方法能够快速、精确地跟踪电池组状态,准确地诊断电池内部短路故障.     

锂电池用硫／石墨复合正极材料的制备及性能

在150℃时将单质硫和石墨加热处理,制备硫／石墨插层复合材料．通过扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TG）和比表面积测试（BET）对该材料进行了表征,并用该复合材料作为正极活性物质,制备成锂硫二次电池,测试电池的充放电循环性能．结果表明,硫／石墨复合材料用作锂硫二次电池的正极时,可以减缓电池容量衰减速度,电池首次放电容量为950mAh·g^-1,50次循环后容量为420mAh·g^-1．     

能量收集的无线传感器节点能量管理策略

针对能量收集无线传感器网络中传感器节点电池存在存储损耗和容量衰减特性的问题,建立了末梢节点电池存储损耗和容量衰减的通信模型,研究了无线传感器生命周期内吞吐量最大化的问题。将系统优化问题转化为凸优化问题,通过凸优化分析得到与当前能量收集水平、电池能量水平以及信道增益相关的信息传输功率控制策略;提出了适应电池存储损耗和容量衰减的双功率阈值算法,用于优化平均吞吐量;提出了最小化放电空间的电池充放电管理策略抑制电池容量的衰减速度,优化无线传感器的生命周期,并对无线传感器生命周期与电池放电空间进行理论估计。仿真结果表明,在不同电池存储效率、放电空间比例下,本文提出的双功率阈值算法相较于自适应定向注水算法能够通过减少电池的频繁充放电次数,降低收集能量的存储损失,优化了无线传感器的平均吞吐量和生命周期,使生命周期内的吞吐量最大化。     

镍氢电池充放电终止指标的实验研究

进行了镍氢电池的充放电实验,检测了电池工作时的电压、容量、温度和内阻,绘制了相应的曲线.上述4个参数的变化显著程度不同.借助曲线,讨论了镍氢电池充放电终止指标的确定原则.充电时,电池电压、容量和电池的温度可作为终止指标.放电时,电池的电压、容量和内阻可作为终止指标.总体而言,用容量作为充放电的终止指标比较准确,由此提出了以电池容量作为充放电终止指标的建议,所得到的结论对不同容量的镍氢电池具有参考意义.     

改进初值∏隐马尔科夫模型预测电池健康度

针对电动汽车所使用的锂离子电池剩余寿命难以检测的问题,分析影响电池寿命衰退的因素,建立改进初值的隐马尔科夫模型对锂离子电池寿命衰退进行预测,并给出了预测方法。以18 650锂离子电池为研究对象,首先通过实验结果分析得出与电池寿命衰退相关的主要因素,再根据充放电实验获得的放电曲线提出了放电平台临界点,最后利用大量实验数据建立改进初值的隐马尔科夫模型来预测电池衰退表现,通过结合之前的衰退情况,提出了衰退表现系数表示电池容量衰减程度可直接预测电池的剩余使用寿命。理论分析和实验结果表明该模型能够对电池的剩余寿命进行预测,预测精度达到2.06%。     

钒离子浓度对钒电池容量利用率的影响

全钒液流电池（VFB）是一种新型电化学蓄电储能装置。该电池容量取决于钒电解液的量和钒离子浓度。电解液浓度的高低对电池的能量密度和容量的利用率有一定影响,而且在实际操作过程中,不同浓度的电解液在多次充放电循环过程中容量的衰减程度有所不同。     

电动汽车电池管理系统和剩余容量计研究

目的研究和开发电动汽车电池管理系统,实现铅酸储能蓄电池的剩余容量计量技术。方法通过对电动汽车铅酸储能电池基本电化学特性分析,采用了以安时法－Ｐｅｕｋｅｒｔ公式－开路电压法为基本算法,进行电池管理系统的开发,同时考虑了温度、自放电、使用循环寿命等因素对铅酸电池剩余容量预测的影响。结果所开发的管理系统铅酸电池剩余容量静态充放电实验计量误差小于５％,提供给驾驶员一个较准确的剩余容量,并对电池组中每声池进行监测,对铅酸电池的过放电和过充电等非正常工作情况及时报警,实用性强。结论电动汽车电池管理系统可以有效延长电池的使用寿命,优化电池能量的利用,提高电动汽车的性能。     

圆柱18650锂离子动力电池放电及温度特性

能耗和环境问题促使电动汽车快速发展, 锂离子电池在电动汽车储能系统中具有重要的作用. 锂离子动力电池的特性与环境温度紧密相关, 倍率放电容量特性、荷电状态-开路电压曲线是反映电池基本性能的重要特性指标, 也是电池管理系统设计需要参考的重要参数. 该文对圆柱18650三元锂离子动力电池进行了相关的性能试验, 研究了单体和电池组开路电压变化规律、不同放电倍率下的电池容量和不同温度下的电池容量, 为荷电状态估算方法的研究及电池管理系统设计积累了数据.     

动力电池组均衡控制研究

电动汽车电池组在使用过程中,单体电池的电压、内阻、容量等参数会出现一定的差异,且随着使用时间的推移而逐步扩大,导致电池组的使用寿命大幅度缩减.对电池组的一致性作了深入探讨,建立了电池组均衡充放电控制的电路模型,设计了非耗散型双向均衡控制电路,并控制了均衡控制策略,解决了电池组的不一致性问题.     

电解液对锂硫电池性能的影响

锂硫电池充放电时产生的多硫化锂易溶于电解液,导致活性物质减少,电池的循环性能变差,容量衰减.本文通过使用不同成分的电解液,探索其对锂硫电池充放电性能的影响.并采用XRD对正极材料进行表征,在真空手套箱里面组装成电池,利用高精度电池性能分析测试仪对使用不同电解液组装的电池进行首次放电和循环性能分析.结果表明,C/S复合材料呈现出非晶态的结构.采用1mol/L的LiPF6的DME/DOL(体积1∶1)电解液组装的电池首次放电比容量达到了1 200 mAh/g,其充放电效率稳定在70％左右.     

电动汽车锂离子电池散热加热设计

锂离子电池热管理已成为制约电动汽车商业化的瓶颈,为解决此问题,将微热管阵列应用于锂离子电池散热和加热系统.通过测量布置热管前后电池表面温度可知:在1C充放电倍率下,散热系统能有效降低电池模组的温度及电池间温度差异,将温度和温度差值分别控制在40℃与5℃之内;通过加热片加热热管,有效提高电池低温放电性能,从而提高电池持续充放电过程的稳定性和安全性.     

树脂碳电极碳氢原子比测定及其对充放电性能的影响

测试分析了碳化处理条件对聚对苯树脂碳化产物组成含量和碳氢原子比的影响,并进一步测试了不同碳氢原子比的树脂碳化产物作为锂离子电池碳电极材料时的充放电性能。结果表明随着碳化处理温度升高,树脂碳化产物碳氢原子比在逐渐增加,碳化气氛对碳化样品碳氢原子比的影响也十分显著,惰性气氛处理的样品远高于还原性气氛处理的样品,两者的比值高达2.7。树脂碳电极碳氢原子比不同,其充放电容量和不可逆性都表现出明显差别。碳氢原子比升高,电极充放电不可逆性降低,但树脂碳电极充放电容量并不是简单地随着树脂碳电极碳氢原子比升高而线性增大,而是出现一个起伏变化。其中碳氢原子比为1.54的样品呈现出充放电容量高峰值。     

尖晶石LiMn2O4的容量衰减与性能改进

尖晶石LiMn2O4是制作锂离子电池正极的很有希望的材料。但研究中发现,LiMn2O4在高温下和循环过程中,存在着容量衰减现象。它是目前制约尖晶石LiMn2O4走向商品化生产的关键性因素。综述了LiMn2O4容量衰减的原因和抑制措施,分析出容量衰减的原因,主要包括活性物质的化学稳定性和LiMn2O4结构稳定性两个方面。其中HF造成的锰的溶解是主要原因。采取掺杂富锂核与富锂相结合的措施,可以有效地抑制LiMn2O4的容量衰减,改善其循环性能。     

锂离子电池电解液添加剂联用技术

阐述在锂离子电池电解液中将氟代碳酸乙烯酯（FEC）和四氟硼酸锂（LiBF4）两种添加剂联合使用,通过电解液的物理指标测试、电池在高温条件下的充放电及循环性能的测试,重点研究了组合添加剂与锂离子电池性能的关系,以及对SEI膜形成与稳定的影响.结果表明,使用复合添加剂有明显的优势,同时将FEC和LiBF4作为锂离子电池电解液的添加剂,可利用添加剂间的协同作用来改善锂离子电池的高温性能.     

基于单Z源三电平SVPWM逆变器的电池充放电控制方法

提出了基于单Z源三电平SVPWM逆变器的蓄电池充放电策略,并设计了闭环控制系统.研究了电流前馈解耦的阶段式充电、功率前馈解耦的恒功率放电,以及恒功率放电时的升压控制方法.经Matlab仿真验证,该系统可实现蓄电池充电时的限功率恒压、恒流控制,以及具有升压特性的输出恒功率并网控制.     

大容量镍镉电池智能型快速充电装置

镍镉电池具有良好的充放电性能，尤其是对高电压、大电流镍镉电池组，需要针对镍镉电池组不同的充电电压和放电电流，设计出符合充放电特性要求的专用充电设备．对大容量镍镉电池快速充电中的发热及过充问题，提出一种在快速充电过程中叠加短时深度放电脉冲来减少电池极化，减少电池发热，延长镍镉电池组使用寿命的充电方法、分析了用单片机实现该方法的具体过程、单片机构成的硬件控制系统原理，以及软件实现镍镉电池充放电最佳曲线的程序设计思想。     

基于电动汽车行驶数据的动力电池放电性能评估

随着动力电池在新能源汽车中的广泛应用,电池故障诊断、退役电池评价等问题亟需解决,评估电池健康状态成为动力电池领域的重要课题。 在分析电动汽车行驶数据的基础上,提出了一种评估锂离子动力电池放电性能的模型。 该模型针对电池实际工作数据充放电较为随机的特点进行了调整和适配,解决了传统评估模型难以适用于实际使用场景的问题。 该模型具有低复杂度,能够快速给出评估结果,适用于大批量的电池评估。 实验表明,该模型提取的放电性能指标具有随累积行驶里程的增加而下降的趋势。 根据灰色关联分析,放电性能指标和电池容量随里程的变化具有相似趋势,能够从电池实际工作情况中评估出电池当前的放电能力,为更全面地评估电池健康状态提供参考。     

A Modeling Method of the IBC System Based on the Composite Fading Channel

Intra-body communication (IBC) is a novel short-range non-RF(radio frequency) wireless communication technique specified by the IEEE 802.15.6 using the human body as a transmission medium. In this work, a new modeling method of the IBC system based on the composite fading channel is proposed, where the cascaded filter is used to express the composite fading channel and the modulation method in transmitter and receiver. The composite fading channel combines with the average attenuation, group delay, multipath effect, and shadowing effect. The modulation is adopted orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), and thereby the constellation, cyclic prefix, bit error rate, and pilot mode are determined. As a result, the whole process and multi-parameter simulation of IBC system can be achieved. It provides a theoretical foundation for the system design of the intra-body communication and will promote its application to the wireless body area network (WBAN).     

典型温度下磷酸铁锂电池PNGV模型研究

温度是影响电池性能的重要因素之一。本文对典型温度下磷酸铁锂电池PNGV模型进行研究。通过大量的试验得出了磷酸铁锂电池充放电特性曲线,在此基础上建立了PNGV模型。应用混合脉冲功率性能测试试验（HPPC）对典型温度下模型参数进行了辨识,分析了典型温度下模型参数的变化规律。最后应用基于北京公交的纯电动客车用动力电池动态测试工况（BBDST）对模型进行了验证。验证结果表明PNGV模型在一定程度上能够反映磷酸铁锂电池的特性。同时,该模型在磷酸铁锂电池上的应用也存在一定的累积误差。