锂离子电池变频变幅交流低温自加热策略

低温下锂离子电池的可用容量和功率大幅下降,而且充电困难。对锂离子电池进行低温加热是改善其性能的有效途径。该文建立了电池的热-电耦合模型,设计了一种变频变幅交流自加热策略,在保证极化电压幅值不变的条件下,以加热功率最大为目标,根据电池在各个温度下得到的最佳加热频率实时调整交流激励的频率和幅值。对比不同策略发现,采用变频变幅交流自加热策略,电池在700s内上升了47.67℃,相比恒频变幅加热策略,其温升速率最大可提高21.85%。所设计的变频变幅交流自加热策略具有良好的加热效果,有利于促进电动汽车在寒冷环境下的推广应用。     

锂电池内部低温加热方法的研究

针对锂电池在低温下充放电性能迅速恶化的问题,文中在分析电池等效电路模型和温升模型的基础上,通过低温放电产生的内阻热加热电池。以加热过程的时间和容量衰减为优化目标,采用动态规划算法求解目标函数。通过仿真分析,对该加热方法的有效性和灵活性进行验证。仿真结果表明,该加热方法具有一定的优越性,可以满足锂电池在低温环境下的使用要求。该研究为我国锂电池低温加热方法的发展提供了参考和借鉴。     

金属氢化物镍电池的充电控制与循环寿命

讨论了金属氢化物镍电池的几种充电终止控制方法和电池循环寿命的关系。以充人额定容量120％的电量或以电池温升速度(△T／△t)等于1℃／min作为充电终止的控制方法，电池的循环寿命较长。减少过充电，可延长电池的循环寿命。     

车载动力电池组用空气电加热装置设计

随着电动汽车行业的蓬勃发展,动力电池组热安全问题越来越突出,需要有高温散热和低温加热的有效措施.与高温散热相比,电池组低温加热关注较少.根据传热学原理,建立了电热丝的换热模型,利用该模型设计并加工了一个加热箱.加热箱通过并联电热丝通电后加热空气:在箱子进口为恒定20℃空气,加热不足8 min,出口温度可达到90℃.再用加热箱出口的高温空气加热低温电池组:加热箱与电池箱串联后,置于-15℃环境中,加热约21 min,电池组表面温度达到0℃.证明了利用电热丝加热的高温空气为低温电池组加热是一种有效的方法.     

锂离子电池脉冲频率优化的低温预热

针对低温环境下,由于锂离子电池内阻增加所带来的充电能力下降问题,依据锂离子电池极化内阻产热分析,提出采用变频脉冲激励的方法实现电池的低温预热.建立锂离子电池等效电路和内阻产热相结合的热电耦合模型,在此基础上推导了脉冲激励预热过程中,锂离子电池温升的计算方法.根据不同温度下锂离子电池的电化学阻抗谱(EIS)测试结果,以当前温度下锂离子电池的最大预热功率作为目标,实时计算不同温度下的最佳脉冲频率.实验结果表明,应用所提脉冲频率优化的预热策略,锂离子电池从-20℃预热至5℃用时368 s.25次预热循环结束后,锂离子电池容量衰减仅为0.16％.电化学阻抗谱分析结果证明,所提方法在预热过程没有促进电池内部副反应的进程.     

新能源汽车低温充电策略的研究

电动汽车在低温下充电需要更长的充电时间,原因是:低温会影响电池内部的电化学反应,而BMS系统会限制充电速度,以避免对电池造成不可逆的损害。而有些电芯在设计之初综合考虑成本、安全等各种因素,0℃以下不允许充电。这样就更限制了用户的日常使用。为提高用户体验,我们根据电芯不同温度的充电特性,设计出一种加热策略,使其在低温下也能拥有常温一样的充电体验。     

锰酸锂动力电池高低温性能的研究

研究锰酸锂(LiMn2O4)动力电池在高低温(-20、40、65℃)条件下的充放电性能.结果表明:(1)在-20℃时,锰酸锂动力电池的极化严重,相应的电压变化也比较大,充放电效率降低,使得电池在低温环境下充放电容量均有大幅降低;(2)在40℃和65℃时,由于电解质的阻值和极化的增加,同时大量气体的产生使电极发生变化,导致了电池容量下降,性能降低;(3)低温和高温情况均加速了锰酸锂动力电池电极的极化,造成随着充放电循环次数的增加,充放电容量持续衰减;(4)在-20℃锰酸锂动力电池的恒流充电时间相对变短而恒压充电时间相对变长,与40℃和65℃时电池恒流充电的温升速率相比,锰酸锂动力电池在-20℃时恒流充电的温升速率最大.     

铜镀镍极耳对磷酸铁锂电池性能影响的研究

将纯镍、单面铜镀镍和双面铜镀镍分别作为磷酸铁锂圆柱动力电池负极极耳。采用金相显微镜分析两种不同复合结构的铜镀镍极耳,并采用多种方法测试了各个圆柱电池的电化学性能。结果表明,采用双面铜镀镍极耳圆柱电池在室温下表现出优异的倍率、温升、低温和循环性能,6 C充电恒流比为88.95%,6 C放电温升为25.3℃,低温-20℃时1 C放电容量比率为51.17%,6 C循环1 000周容量保持率为87.04%。     

热特性方法在动力电池快充性能研究中的应用

提出了使用热特性研究的方法研究动力电池快速充电性能。对比了不同充电方法下电压曲线的不同,发现充电电流越大,电池极化越严重,当在恒流充电中添加间歇或者反向脉冲时,能够一定程度上降低电池极化。使用加速绝热量热仪研究了不同充电方法下电池的温升情况,发现温升曲线能够比电压曲线更清晰地反映出不同充电方法的差异。电池的极化以及副反应的热效应都能够反映在电池充电过程中的温升曲线以及放热速率曲线中。     

基于恒定温升曲线的多段恒流充电方法

充电过程中温升过高,会影响锂离子电池的充电效率、缩短寿命。建立直流内阻随荷电状态(SOC)和电流变化的关系;确定随SOC变化的电池充电电流可接受能力曲线,并依据各个阶段的充电可接受能力,分配对应的温升量,得到充电优化温升曲线。用设计的模糊控制器调整充电电流,使电池温度跟随优化温升曲线,控制电池温度,缩短充电时间。与传统多段恒流充电方法相比,该方法的充电时间缩短了13.4%,同时将温升控制在设定的范围内。     

AGV车用锂离子动力电池的研制

报道了自动导引运输车(AGV)用锂离子动力电池的研制。通过优化电池结构设计,优选正负极配方,降低了电池内阻,提高了电池倍率充电性能,使电池5 C恒流充电容量达到总充电容量的92%以上。按照AGV电源使用方式进行2.5 C大电流充电3 min、0.12 C小电流放电60 min不间断循环测试,测试循环过程中的温度变化,循环测试1 000次,电池温升只有不到2℃,循环1 000次后测试电池1 C容量几乎没有衰减。     

软碳掺杂对大容量锂离子电池性能的影响

锂离子电池的低温性能是制约锂离子电池发展的重要因素之一,在负极中掺杂一定比例的软碳能够有效地改善锂离子电池的低温充电性能。对比了不同软碳含量对电池低温充电以及其他性能的影响。随着软碳含量的增加,电池在低温下恒流充电的比例升高,对电池容量及开路电压(OCV)的影响增大。实验结果表明,在负极中掺杂20%的软碳,能够满足电池的低温充电性能,-20℃时其恒流充电比例为56.04%,总充电容量达到25℃时充电容量的81.74%。     

电传动车辆用锂离子电池组低温加热方法研究

为提高电动车辆用锂离子动力电池的低温充放电性能,以35 Ah锰酸锂电池为研究对象,研究了低温下电池充放电特性,并采用宽线金属膜加热方法对-40℃下的电池组进行加热和充放电实验。实验结果表明:低温下电池的充放电性能大幅衰减,采用宽线金属膜加热方式能够显著提升电池的低温充放电性能;加热后,电池组可进行大电流充放电,可以满足电动车辆的行驶要求。     

软碳掺杂对大容量锂离子电池低温性能的影响

锂离子电池的低温性能是制约锂离子电池发展的重要因素之一。研究了负极中掺杂20%软碳的电池样品在低温条件下的倍率充电性能、低温放电性能及低温循环性能。实验结果表明,负极掺杂20%软碳的锂离子电池,-10、-20℃充电容量分别能达到25℃时充电容量的91.11%和81.74%;-20℃循环50次,剩余容量为低温初始容量的91.91%。     

改善锂离子电池的低温充电性能

通过优选电池材料,提高锂离子电池的低温充电性能。与常规材料相比,采用二次颗粒石墨(一次、二次粒子的D_(50)分别为9~10μm和15~17μm)、水溶性粘合剂LA132和添加乙酸丙酯(PA)的低温型电解液,可提高电池的低温充电性能。负极采用95.5%二次颗粒石墨、1.0%导电剂和3.5%水溶性粘合剂LA132,电解液含有低温溶剂时,可达到最优效果。在-5℃、-10℃、-15℃和-20℃低温条件下,电池以0.15 C电流进行恒流充电,Li~+不可逆损耗比例分别为0.01%、0.03%、1.01%和1.35%,负极片表面均未出现析锂现象。     

基于电容的锂电池低温放电自加热方法

针对锂离子电池在低温下性能衰退及安全性下降的问题,提出了一种基于电容的低温锂离子电池放电自加热方法,通过MOSFET的导通与关断,使一组电池轮流对电容进行充电,电流在流过电池内阻时产生焦耳热,实现了电池的内部循环加热。在频率较低的条件下用电容和电感串联,限制了峰值电流的同时也保证了电流有效值,从而提高了加热的稳定性。通过仿真对比,分析了加热系统的线路损耗、开关性能和加热效率,并通过实验证实了所提方案的可行性。     

动力方形镍氢电池的制备与性能

采用聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)复合隔膜、烧结镍正极及添加羰基镍粉和氧化亚钴的储氢负极,制得富液式QNG90方形镍氢电池,测试电池的电化学行为与充放电过程中的温升,并与贫液式QNF90方形镍氢电池对比。富液式电池以0.2 C充电6 h的温升为4.9℃,1.0 C放电温升为9.5℃。20℃下倍率放电与低温放电测试结果表明:富液式电池以10.0 C放电至0.8 V的放电容量为室温0.2 C放电容量的74.6%,-40℃下0.2 C放电容量为常温放电容量的74.1%,50℃下满容量电池以1.425 V恒压浮充50 h,未出现热失控和电流失控,0.2 C充放电的循环次数超过1 000次。     

充电制度对MH/Ni电池性能的影响

AA型MH/Ni电池用 1C充电 6 3min的充电制度与传统的 1C充电 72min的充电制度相比 :在环境温度 15～ 2 5℃条件下 ,电池的循环寿命提高接近 1倍 ,电池的 1 2V以上放电容量提高了 4%左右。因此对于MH/Ni电池的最佳充电制度建议为 :1C充电 6 3～ 6 6min ,充电末期电池表面温度随时间的变化率控制为dQ /dt=1 5～ 2℃ /min。     

锂离子电池统一充电模型研究

由于电池工作特性的非线性特征,要想获得不同电流充满电的充电时间,需要建立电池的统一充电模型。对锂离子电池进行了0.2 C和1 C的充电实验,将不同电流的充电时间进行标准化,去除欧姆内阻影响后,两条充电电压-时间曲线表现了很高的相似度;采用最小二乘法对锂离子电池充电曲线进行拟合,获得恒温条件下,不同倍率的充电曲线模型。用该模型分别对0.4 C、0.5 C、0.6 C、0.8 C、1 C和1.2 C的充电曲线进行预测,充电至截止电压的时间与试验实际值的误差分别为0.4、0.63、0.8、1.24、1.22、1.13 min。实验表明,充电模型可用来预测不同充电电流的充电时间,为充电控制策略的制定提供了数据支持。     

用作水下动力源的压力平衡式铅酸蓄电池

压力平衡式蓄电池系统的进展使蓄电池放在耐压壳外成为可能。对压力平衡系统的结构、电池箱、柔性补偿器和压力传递液体（油）进行了讨论。研究了油浸电池的倾斜问题。电池可在１０．３ＭＰａ环境压力下正常工作,在高压下安时容量约增加７％～１５％,在低温（－２℃～０℃）时下降１０％～３０％（取决于放电率）,高压和低温的综合效应使电池放电性能基本相抵或影响很小。在常压下,可进行整体充电,但在压力下充电,其容量随循环下降。