锂离子电池组在线均衡系统设计

分析锂离子电池组不一致性产生的原因,阐述了电池组均衡的意义。在分析现有均衡电路拓扑结构的基础上,提出一种3 A电流充电均衡电路,完成了电池组在线均衡系统硬件电路设计。以电池组容量利用最大化为均衡目标,提出了电池组在线均衡控制策略。最后搭建电池组均衡测试平台实验验证了在线均衡系统及控制策略的可行性和可靠性。     

基于Simulink/Stateflow和RTW的电池SOC估算软件开发

介绍了一种基于模型开发自动代码生成的电池荷电状态(SOC)估算的软件开发方法。以动力电池SOC估算为研究对象,在Simulink/Stateflow中建立仿真策略模型;确定了三种测试工况验证模型仿真的正确性;使用Real-Time Workshop工具将SOC估算模型生成标准的C代码;在软件Code Warrior IDE环境下,利用CPU为飞思卡尔MC9S12DT128芯片的电路板进行了实测。测试结果与仿真结果一致,生成代码的尺寸满足芯片的处理能力要求,软件能够稳定运行。     

用于储能系统的梯次利用锂电池组均衡策略设计

以北京奥运会纯电动大巴车用淘汰锰酸锂电池为研究对象,在研究车用淘汰电池容量和内阻特性的基础上,分析其梯次利用于电池储能系统可能带来的更严重的电池组一致性问题。结合电池一致性评价方法,分析了基于电池组容量利用率的均衡判据。针对电池储能系统削峰填谷的应用特点,提出了以电池组容量利用最大化为目标的在线均衡策略。最后,设计了电池组充电均衡电路并搭建了电池组均衡测试平台进行实验,验证了在线均衡系统及控制策略的可行性和可靠性。     

锂离子动力电池热老化的路径依赖性研究

以北京奥运会纯电动公交车用90A·h锰酸锂电池为研究对象,将电池放置于温箱中从25℃开始,依次经历0℃、25℃、40℃、60℃和25℃的"热漂移",在每个温度下对电池依次进行C/20、C/3、C/2、2C/3和1C充放电的基准性能测试,用于量化电池容量、倍率特性和其他性能变化。"热漂移"引起电池容量衰减的根本原因包括活性材料损失、反应动力学衰退和欧姆电阻增加。利用容量增量分析法对实验结果进行分析,结果表明:电池经历0~40℃的"热漂移"已经出现容量衰退,而暴露在60℃下会导致不可逆的容量衰退,其主要原因是活性材料损失和反应动力学衰退。实验方法和结论有助于电动汽车在实际应用条件下锂离子动力电池衰退的路径依赖性研究。     

锂离子电池电压在线与离线检测设计

电动汽车动力锂离子电池电压检测是电池管理系统的关键技术之一,准确的电压检测对锂离子电池的安全性有重要的意义。在分析现有锂离子电池测量方法的基础上,设计了基于BQ76PL536和MAX11081的锂离子电池电压在线和离线检测电路方案,并进行了测量误差、功耗和高低温特性等测试实验。实验结果表明,该方案能实时准确地在线测量电池电压和离线监测电池电压故障,具有体积小、电路设计简单等特点,优化了电池管理系统的结构和功能,提高了电池使用的安全性。     

锂离子动力电池电路模型的频率特性分析

针对动力系统的不同和行驶工况的差异,锂离子动力电池电路模型具有不同的适用性。以铁路客车锂离子动力电池模型研究为背景,选取电路模型分析其本身具有的频率特性,推导出截止频率的计算公式。以功率型锰酸锂串联电池组为例,完成等效电路模型的参数辨识,由辨识得到的结果计算出一阶Thevenin模型和PNGV模型的截止频率。对比两类模型在全SOC区间的频带宽度和周期特性,定量分析各自不同的适用范围,指出一阶Thevenin模型的低通滤波特性和PNGV模型的带通滤波特性。通过分析表明,针对频率特性一阶Thevenin模型较PNGV模型更适合于铁路客车电池模型仿真,为进一步研究铁路客车电池建模提供依据。