电极表面修饰和添加剂对高功率Ni-MH电池性能的影响

对Ni-MH电池正负极片修饰技术进行了研究。结果表明：该方法可增强电极的导电性,降低电池的内阻,提高电池的充放电效率和大电流放电能力,改善了电极的电化学性能。利用极片修饰技术制备的高功率D型Ni-MH的比功率和循环寿命均有提高。在电解液中,添加微量添加剂nT明显降低电池充电后期的内压,提高电池的充电功率和循环寿命。     

电动车辆用Ni-MH电池智能化充放电控制

以Ni-MH电池在电动车辆中的应用为目的,论述了电动车辆用Ni-MH电池充放电控制过程的基本原理,阐述Ni-MH电池智能控制系统监测与控制的总体结构和功能流程,根据智能控制原理和专家经验探讨以Ni-MH电池能量合理使用为目的的充放电控制算法,给出电动车辆用大功率Ni-MH电池的充放电特性及其充放电电压、电流、电池温度等对其容量的影响结果。试验结果表明,该控制系统可使Ni-MH电池能量利用率增加20％以上,自适应能力较强、运行可靠,电池寿命也有显著延长。     

PLC在镍镉电池充电系统中的应用

利用S7200可编程序控制器和可控硅充放电技术构成电池智能活化系统,具有对镍镉电池进行快充、均充和放电等功能,很好的解决了镍镉电池的“记忆”效应。     

固相反应烧结制备锂离子电池正极材料LiFeBO_3及其电化学性能

以氢氧化锂、草酸亚铁、硼酸为原料,采用固相反应烧结法制备硼酸铁锂(LiFeBO3)正极材料;并采用X射线衍射仪、扫描电镜以及电池测试仪等对其物相组成、微观形貌和电化学性能进行了研究。结果表明:在750℃烧结的LiFeBO3结晶度最高、颗粒尺寸均匀、电化学性能最好;在0.1C充放电倍率下此正极材料电池的首次放电容量可达154.6 mA·h·g-1,而0.2C,1C和3C倍率下其首次放电容量分别为118.3,93.3,51.8 mA·h·g-1;经25次充放电循环后,其放电容量保持在81 mA·h·g-1,稳定性良好。     

基于动态内热源特性的车用锂离子动力电池温度场仿真及试验

针对电动汽车动力电池在充放电工作过程中由于热量聚集而导致的温度场非均匀性问题,采用数值仿真与试验相结合的方法,基于电池内阻温升特性,考虑耦合正负极耳的热影响,建立生热速率的时变内热源模型,获得更加精确的电池温度场分布及其动态变化规律,并深入进行温度一致性分析。以某车用锂离子动力电池为样本,对电池单体及模块分别进行温升计算和三维温度场分析及相应的测试试验。结果表明:同一充/放电倍率下,放电温升明显大于充电温升,且电池最大温差随着倍率的增大而增大;电池的温升是一个随时间先增大后恒定的非线性变化过程,且随着放电倍率的增大电池温升速率越大;电池模块温度场并非电池单体温度场的简单叠加,且在相同充放电倍率下电池模块的热一致性不如电池单体。     

动力锂电池化成检测单元关键技术研究

化成在锂电池生产过程中是十分复杂的工序,也会深刻的影响电池的质量,充放电过程及检测精度会对锂电池的性能、稳定性及寿命产生深远的影响。电池生产企业对化成工艺的稳定性、安全性、生产效率、自动化程度均提出了更高的要求,因此提升动力锂电池化成检测工序的生产水平对于电池厂家而言意义深远。化成检测单元主要由检测针床、烟雾感应器、DTS(分布式测温系统)、自动消防系统、冷却系统、定位机构等组成,实现对成箱电池的自动化成,并对化成过程的安全性进行实时检测,对锂电池生产企业因化成检测工艺效率低下的瓶颈问题提供改进思路。     

电动车供电单元的性能分析与仿真研究

针对电动车供电单元的控制温升问题,对电动汽车供电单元锂离子电池包的热特性进行了分析,对锂离子电池建立了数学模型,提出了锂离子电池的仿真研究方法。通过对锂电池内部结构的研究,了解其生热机理,采用Fluent软件,对电池的三维热模型进行了分析。分别仿真了在不同放电倍率和对单体电池温升的影响和不同温度对1C放电倍率的单体电池温升的影响,并将仿真结果进行了比较。研究结果表明,电池组的温升主要与充放电的倍率、电池所处的环境温度有关。充放电倍率越大,单体电池温升越快,且初始温度越高,相同放电倍率的单体电池温度越不均衡。     

某三元材料锂离子电池低温性能研究

为研究三元材料锂离子电池的低温性能,以国内某公司生产的37Ah三元材料锂离子电池为研究对象,对不同环境温度下三元材料锂电池充放电电压、内阻及容量等性能进行研究。研究结果表明,当环境温度低于0 ℃时,三元材料锂离子电池端电压、内阻、容量等性能均会出现不同程度的下降;环境温度低于-10 ℃,充放电电压曲线均呈现非线性变化,内阻变化较剧烈,严重影响电池寿命;环境温度低于-20 ℃时,无法进行大倍率放电;环境温度低于-30 ℃,大小倍率放电无法进行,充电容量大幅度下降。     

锂离子电池充放电机械压力特性研究

软包锂离子电池在充放电期间因为锂离子的脱嵌使得电池表面产生形变进而形成机械压力。通过对软包锂离子电池施加一定预紧力后进行正常与滥用的充放电试验研究,揭示电池表面机械压力的变化特性规律。结果表明：在正常充电阶段,电池表面机械压力逐渐增大,在正常放电阶段,电池表面机械压力是一个逐渐恢复的过程;在滥用的过充电与过放电阶段,电池表面机械压力均表现出先缓慢增大后迅速增大(dF/dt■0)的现象。针对过充电和过放电电池表面机械压力迅速增加的特点,进一步基于滥用特性提出锂离子电池热失控预警电压的确定方法和锂离子电池放电截止电压的确定方法,为软包锂离子电池的安全性设计和电池管理系统中过充电、过放电提供理论依据与方法指导。     

铅酸蓄电池快速化成技术与快速化成机

<正> 贵州省机械研究所利用大电流正向充电、反向放电去极化的原理,采用反向尖脉冲带平直放电形式研究成功快速化成技术。该技术利用呈“π”型波的放电电流使极化受到较好的消除,加快了极板的化成过程,减少了水解,极板冲速化成可在6～8小时内完成,高速化成可在80分钟内完成。     

电动汽车锂离子动力电池健康状态在线诊断方法

随着电动汽车的快速发展,高比能锂离子电池的衰减问题日益受到关注,其健康状态是耐久性管理的核心参数,对延长电池寿命提高系统可靠性至关重要。以三元材料锂离子电池为研究对象,基于正负极的开路电压模型,描述正负极和全电池的匹配关系并在全新电池尺度上重构其开路电压-荷电状态曲线,分析正负极匹配关系在电池经历各种老化模式后的演变特性,从而在全新电池尺度上重构老化电池的开路电压-荷电状态曲线,并据此提出了改进的锂离子电池老化模式无损定量诊断方法,克服了现有方法必须以电池的真实开路电压-荷电状态曲线为诊断依据的局限性,从而更加适用于实车在线应用。采用扩展卡尔曼滤波算法,从电池动态电流工况放电数据中辨识开路电压随放电容量的变化曲线,并使用所提出的老化诊断方法拟合该开路电压曲线,可以定量分析电池遭受的正极材料损失、负极材料损失和可用锂离子损失。在此基础上,提出电池最大可用容量的估计方法和真实开路电压-荷电状态曲线的辨识方法,结果表明,在动态工况下容量估计误差在1%以内,开路电压-荷电状态曲线的方均根误差在6 mV以内。该方法应用于电池组,可以实现电池组内各单体电池的最大可用容量和荷电状态一致性估计。     

Design parameter study on the performance of lead-acid batteries

The investigation of design parameters is very helpful for optimizing the capacity of an electrochemical cell, which can be done by both experimental and numerical methods. In this study, a lead-acid battery has been simulated numerically using the CFD commercial software package FLUENT. The governing equations, including conservation of charge in solid and liquid phases and conservation of species, are solved by developing several user defined functions (UDF). The effect of some basic parameters such as electrode porosity, discharge current density, and width of the electrodes and separator on the cell voltage behavior of a lead-acid battery is investigated. It has been shown that increasing the width and porosity of separator has both positive and negative effects on the performance parameters of battery. Furthermore, a thicker PbO₂ electrode has a more pronounced effect than a thicker Pb one.     

基于DSP的电动汽车蓄电池电量计量及荷电状态估计

荷电状态是反映蓄电池能量的重要参数,是电动汽车整车控制器制定能量控制策略的重要依据。为了解决电动汽车蓄电池电量计量及荷电状态估计问题,设计了基于数字信号处理器(DSP)的蓄电池电量快速计量系统,采用安时法对蓄电池充放电容量进行了估计,通过放电率、温度、自放电及容量老化等补偿措施来提高计量精度,并分析了温度与充放电倍率对蓄电池容量的影响。试验结果表明,补偿后的安时法可准确地估计蓄电池荷电状态,最大充放电倍率随温度升高而增大。     

基于数据驱动的电池系统泛化SOH估计方法

准确可靠的电池健康状态估计是保证锂离子电池安全运行的关键,同时为失效预警提供参考。提出一种适用于电池单体和电池组的健康状态估计通用方法。首先,提出基于局部充放电数据的电池单体高效健康因子提取方法,保证健康因子和容量的高相关性和实现健康因子的在线可获取性。其次,提出考虑电池组容量衰减和不一致性的特征生成策略,利用主成分分析获取融合特征,利用双时间尺度滤波和电池组等效电路模型拓宽特征提取方法的应用范围。然后,基于高斯过程回归算法框架,考虑健康因子和容量衰减的整体关系和局部变化提出改进的高斯核函数提高估计精度和可靠性。最后,利用多个试验数据集验证算法在不同应用条件下的泛化能力。估计结果表明,对恒流放电工况的电池单体估计误差小于1.28%,在动态变温条件下电池单体估计误差小于1.82%;串联电池组的验证结果表明在各种应用场景下估计误差均小于1.43%。提高了电池系统健康状态估计的精度以及在广泛应用场景下的适应性。     

小型风电系统充放电控制器的设计

该设计采用STC89C52单片机作为控制器的核心,为了实现对蓄电池电压的采集和显示,系统硬件电路设计主要包含了单片机控制电路、充放电电路,电压采集和显示电路以及PL2302串口通信电路。通过软件设计使单片机输出PWM控制信号,控制蓄电池充放电。此外,加入了具有隔离作用的光电耦合器驱动电路,在一定程度上实现了对蓄电池的保护,同时减少过充、过放、反接带来的影响。实验调试结果说明该控制器能够达到预期目标,可靠性高。     

基于AVR单片机的智能快速充电器的设计与研究

针对目前市场上镍氢蓄电池充电器存在的缺陷,设计了一款基于AVR单片机(Atmega16)的智能快速充电器,并给出了软、硬件设计。该充电器以单片机为核心,运用开关电源技术,采用恒流脉冲充电与模糊控制相结合的充电方法。该装置在保证蓄电池寿命不受损害的前提下,大大提高了充电速度。     

一种新型快速脉冲充电电路的设计

本文针对电动自行车存在的充电器充电慢问题,提出一种快速脉冲充电方法,设计快速脉冲式充电器电路,采用PWM正负脉冲充电方式对电池充电,能大幅提高充电器中蓄电池的充电速率,并可延长电池使用寿命。分析电路的工作原理,对电路进行仿真,仿真结果验证正负脉冲放对于提高电池充电电流接受率,加快充电速度的有效性。     

基于3D打印技术的石墨烯基三维电极设计制造研究进展

锂离子电池因其较高的能量密度、稳定的放电平台和安全的使用环境被广泛应用于航空航天、汽车、可穿戴柔性设备等领域。目前锂离子电池的研究主要集中在薄电极（<50 μm）的设计制造,其较低的单位面积负载（<5 mg·cm^-2）严重制约了面积比容量。因此厚电极的制造（100~500 μm）将成为未来高比能量电池的研究热点。3D打印技术因其可定制化成型复杂电极结构的优势,在厚电极制造领域具有广泛的应用前景。综述了3D打印成型工艺在石墨烯基三维厚电极领域的研究进展,分析了相应3D打印工艺的成型特点（墨水性能、成型精度、适用范围）和工艺难点,展望了石墨烯基三维厚电极3D打印的发展趋势,提出了基于凝胶电解质的全电池成型工艺,为新一代高性能锂离子电池的研制提供新思路。