电动汽车锂离子电池能量管理系统研究

为了给电动汽车提供良好的动力来源并保证安全可靠,根据万向纯电动汽车所用的锂离子动力电池的特性,提出了电池能量管理系统的总体设计方案.根据电池组使用要求,对管理系统进行了上位机与监控模块的硬件、软件设计;针对电池均衡的需要,提出了充电均衡控制策略;对电池配组进行了介绍,并提出了一种在工程上可行的电池配组方案.经实际调试和使用,该管理系统在纯电动汽车锂离子动力电池能量管理方面取得了良好效果.     

锂离子动力电池组热失控扩展防护研究进展

随着新能源汽车行业的迅猛发展,电动汽车锂离子动力电池的安全问题成为重要的研究方向。而锂离子动力电池组安全性的一个核心点就是锂离子动力电池组热失控扩展。综述国内外锂离子动力电池组关于热失控扩展的研究进展,分析热失控扩展的方式及影响因素,阐述几种有代表性的热失控扩展防护措施。     

基于空气冷却技术的动力电池散热方式研究现状

电池温度是影响电池组性能的重要因素,高温会严重影响电池的容量和寿命,并对电池的结构产生不可逆的破坏,甚至会导致安全事故的发生,所以对电池组的散热是必要的。描述锂离子电池的热特性,阐述温度对动力电池的影响以及散热对于动力电池的重要性。介绍了动力电池常见的散热方式,重点介绍空冷散热方式的研究现状,并对强制冷却与主动冷却进行了对比。分析了强制冷却中的串行通风与并行通风,结果表明并行通风优于串行通风。     

锂离子动力电池组相变材料散热结构优化

针对电动汽车的动力电池的发热与温升问题,对实验用锂离子电池进行市区循环工况的测试,得到其表面温度数据和母线电流数据;对电池材料特性参数进行分析计算及电池PACK结构尺寸参数进行测量;建立动力电池的发热散热模型后对模型进行仿真计算。经过仿真,得到仿真模型的温度变化及分布;仿真数据与实验数据进行对比一致,表明动力电池的发热散热分析模型有效;在此基础山探讨运用相变材料作为散热介质的电池热管理方法,设计基于相变材料散热介质的动力电池组散热结构,利用建立的发热散热模型分析相变材料散热结构的散热效果,结果表明改进后的动力电池组相变材料散热结构的散热效果显著。     

圆柱形锂离子电池组强制风冷性能研究

随着新能源汽车的发展,动力电池成为纯电动汽车的核心技术之一。为使电池热管理系统对车用电池组温度的控制过程更加节能高效,采用合适的电池布置间距尤为重要。以26650圆柱形锂离子电池组为对象,通过Fluent仿真模拟了顺排与叉排两种布置形式下28mm、31mm、34mm、37mm、40mm五种电池间距对应的电池组强制风冷过程。分析了五种电池布置间距下电池综合换热性能、电池最高温升、电池温度一致性、所需风扇功率及电池组体积利用率随电池间距的变化规律。研究表明权衡考虑各项性能的最优电池间距对于顺排布置为35mm,对于叉排布置为36mm。     

车用锂离子动力电池电化学模型修正方法

针对锂离子动力电池伪二维(P2D)电化学模型在高倍率放电工况下精度降低的问题,提出基于平均电极模型的修正方法。分析锂离子动力电池电化学平均电极模型灵敏性参数-固相扩散系数与颗粒粒径对模型的影响,基于恒压-恒流充电容量比方法建立电流与固相扩散系数的耦合关系;通过充放电测试获取锂离子动力电池电极颗粒的粒径分布特征,将其归纳为最大粒径、中粒径和最小粒径三种不同粒径颗粒的权重系数,构建了变固相扩散系数三粒子电池电化学模型。搭建了面向单体电池的多倍率放电试验和电池组的NEDC循环工况试验平台,对比分析结果表明,相比传统的P2D电化学模型,提出的变参数模型精度提高了80%,输出电压平均误差不超过0.02 V、最大偏差在0.05 V左右,验证了变参数修正模型的有效性和准确性,为锂离子动力电池管理系统状态估计与控制提供了理论支撑。     

锂离子动力电池模组热管理系统研究

锂离子动力电池目前主流纯电动汽车使用的动力源,锂离子电池的性能受温度的影响很大,只有工作在25-30℃的温度范围才能使性能最佳。本文来自四川省科技创新苗子工程资助项目"纯电动汽车锂离子动力电池热管理系统关键技术应用研究",以磷酸铁锂动力电池为研究对象,通过对动力锂离子动力电池热特性分析,锂离子动力电池模组的生热温度场进行了仿真和分析,提出了用空调对模组内单体电芯进行充分冷却的散热方式和PTC进行加热的加热方式。能实现单体电芯的冷却和加热,并能提高单体电芯之间温度的均匀性。     

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。     

混合动力客车锂离子电池组散热分析与优化

针对某客车集团一辆插电式混合动力客车在实车实验时出现的锂离子动力电池组温度过高的问题,在AMESim软件中搭建了该客车锂离子电池组的串联风冷散热模型,得到了锂离子电池组的实时温度变化情况,分析了电池组温度过高的原因,提出优化该客车原有电池组散热结构的必要性;针对原因进行散热结构的优化设计,利用Fluent软件仿真分析锂离子电池组的温度场和速度场,验证优化效果。结果表明所提出的优化方案能够解决本客车出现的散热问题,达到良好的散热效果。     

镍氢动力电池管理系统研究

介绍对动力电池管理系统的研究,分析动力电池管理系统的组成以及该系统的难点。着重讨论电池组均衡控制、荷电状态(SOC)估计方法和电磁兼容性设计等三个关键问题,并指出纯电动汽车和混合电动汽车电池管理系统设计的差异。     

电动汽车动力电池热管理系统概述

电动汽车的安全运行与电池热管理系统的研究息息相关。首先概括电池热管理系统的设计流程,然后从可逆热和不可逆热两方面归纳电池组产热机理,总结动力电池热管理系统冷却方式与加热方式的优缺点,最后提出一种低温热管理方案。     

基于BQ78PL116的锂离子电池组均衡电路

针对锂离子电池由于单体电池电压较低通常串联使用,串联锂离子电池组在多次充放电后产生的不均衡问题,提出一种基于BQ78PL116的Power Pump均衡电路。该均衡电路使串联电池组中电压高的电池对电感进行充电,然后电感放电给电压低的电池,从而达到维持电池组均衡的目的。通过对Power Pump电路的工作原理进行分析,说明此芯片具有结构简单,控制方便,快速有效等优点。该芯片应用在井下后备电源管理系统中,不仅能够延长电池寿命,更能提高管理系统的运行效率。     

动力电池管理系统核心控制策略开发

插电式混合动力汽车具有电池荷电状态(SOC)使用范围大、整车的工作模式多、用户使用情况复杂等特点,且磷酸铁锂的电池单体电压曲线相对于三元材料的锂离子电池单体曲线更加平坦,低温充电能力差等,因此对锂离子动力电池管理系统的核心功能和性能提出了比纯电动汽车和混合动力汽车更高的要求。开发基于AH积分和静置后上电电压修正以及车载充电机充电修正的SOC估算策略;测试充放电许用功率曲线,开发了动力电池故障、低温低电量下充放电许用功率估算策略。目前东北示范的某型号汽车均采用了此控制策略,整车在各种不同复杂工况、工作模式和高、低温环境条件下运行状态良好,保持较低的动力电池故障率,能够满足示范运营的要求。     

关于电动汽车电池箱体加强筋结构优化设计研究

从现状看,动力电池被安设在电动汽车之上,是汽车特有的动力来源,影响着电动架构下的汽车性能。电池箱体这一配件的安全,关涉着整车安全;箱体被看成电池组必备载体,对运转时段内的电池组,凸显出防护的价值。加强筋结构,适宜空间偏小的电池箱体,要与整车妥善匹配。为此,有必要明辨加强筋结构特有的优化设计,解析构架优化的新途径。     

软包与方形锂离子电池热失控测试及分析

锂离子电池因其优异的充放电及循环性能使其在电动汽车行业得到了广泛应用。然而,锂离子动力电池的安全性问题却一直未得到有效解决。锂离子动力电池的放热反应会引起电池内部热聚集,从而导致热失控引发电池的燃烧或爆炸。为了对锂离子动力电池进行有效的安全防护,本文重点对软包电池和方形电池进行了热失控测试及分析,积累了必要的试验数据,为锂离子动力电池的安全预警策略设计提供了借鉴。     

三元锂离子电池SOC估算

本文主要介绍了纯电动汽车三大电之一的动力电池的电池组管理系统其中一项功能:SOC的预测和估算。在分析了三元锂离子动力电池的工作特性和影响因素的基础上,对比了目前主要的SOC的算法及它们的优缺点,选择了一种新的SOC估算模型并对求解步骤作了分析说明。     

混合动力汽车镍氢电池热管理策略研究

为了预防电池组的热失控现象,对搭载一种镍氢电池组的混合动力汽车热管理系统策略进行了设计及验证。总结镍氢电池组的温度特性确定电池热管理系统的目标,分析电池组冷却系统得出影响电池温度的主要因素,提出一种模糊PID温度控制算法并结合电池组热管理系统目标设计了电池热管理系统策略。对采用这种温度控制策略的电池组进行了台架热平衡试验后又进行了整车高温试验。试验结果表明,当电池组处于高温环境且工作电流较大时,设计的策略能够保证电池组的最高温度、温差在合理温度区间内。     

水中兵器锂离子动力电池安全性问题的几点思考

锂离子电池由于具有众多优点，在众多领域获得了广泛应用。近年来关于锂离子电池引发的火灾甚至爆炸的报道己屡见不鲜，锂离子电池的安全问题引起人们的关注。通过分析锂离子动力电池的安全性，给出了水中兵器领域运用锂离子动力电池在安全性方面的注意事项。     

锂离子动力电池能量密度特性研究进展

动力电池作为新能源纯电动汽车的动力源,其能量密度与整车的续驶里程及安全性等密切相关,而锂离子电池具有高能量密度和长寿命等特点,是当前新能源汽车动力电池的主流选择。基于锂离子电池发展史和我国第1～48批《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》中2000余款纯电动乘用车的锂离子动力电池能量密度数据,系统研究了锂离子动力电池能量密度演变趋势,回顾了我国锂离子动力电池能量密度的提升历程及其对推动新能源汽车发展起到的良好作用。在此基础上,从电极材料、电池工艺和成组结构等3个方面,剖析了锂离子动力电池能量密度提升技术方案的优势与不足;并从电池能量密度和安全性的关联性出发,总结了高能量密度电池在设计、制造和使用等全生命周期中的安全技术,展望了锂离子动力电池未来的发展趋势,为新能源汽车行业未来的健康发展提供参考。     

动力电池组的均衡控制与设计

随着能源及环保问题的日益加剧,电动汽车成为未来汽车的发展方向。然而电池技术的不成熟,特别是电池成组使用时的不一致性成为制约电动汽车发展的最大瓶颈。基于现有的锂离子电池制造水平,电池单体存在一定的差异,为了避免个别单体的过充、过放所导致的电池组提前失效,提高电池组的使用性能,应对电池组中各单体进行均衡管理和控制。描述了电池的均衡控制方法、电路设计和实现步骤,并对锂离子电池进行均衡充放电试验,结果表明该方法能有效地弥补电池的不一致性。