电动汽车电池包温度控制系统研究

以电动汽车的动力电池包温度控制系统为研究对象,通过使用辅助装置对电池包温度进行调节,以增强其对外界环境温度的适应能力,达到提升续航里程、延长电池单元使用寿命的目的。提出的温度控制装置以防冻液作为热交换载体,在设计中引入了Chiller热交换器,并匹配电池换热板,实现对电池包的温度调节功能。电池包液体温度调节装置的工作原理,以及Chiller热交换器及换热板的结构特点是研究的重点。应用上述理论开发出一整套电池包温度调节系统,并搭载在实车上,在环境模拟实验室内进行性能测试,对上述理论及产品的实际使用效果进行论证。     

动力电池系统轻量化技术综述

电动汽车的续航里程一直是关注的重点之一,而电动汽车用电池主要是锂离子电池,锂离子电池系统轻量化对提高续航里程很重要。实现锂离子电池系统轻量化一般有三种途径,提高单体电芯能量密度,减轻电池系统配件质量,优化电池系统设计。     

EV用MH/Ni电池的研究

研究了由264只方形MH/Ni单体电池串联组成的用于电动汽车的动力电池组.其单体电池的额定容量为100 Ah,能量密度达到75 Wh/kg,经过800次循环寿命测试,电池仅有10%的额定容量损失;电池组快速放电性能可以满足电动轿车加速和爬坡的要求;电池组一次充电,电动轿车以40 km/h匀速行驶续驶里程超过300 km.     

锂离子电池温度特性的研究

动力蓄电池作为纯电动汽车的动力来源,是提高整车性能和降低成本的关键一环,其温度特性直接影响电动汽车的性能、寿命和耐久性。针对锂离子电池在低温环境下放电容量低及单体之间温度不均匀的问题,合理设计了电池包结构,选择合适的热管理方式,保证电池包内各个单电池工作在合理温度范围内的同时尽量维持包内各个电池及电池模块间的温度均匀性。     

稀土铅基板栅合金对动力型铅酸电池性能的影响

本文研究了稀土铅基板栅合金对动力型铅酸蓄电池性能的影响。首先选用含稀土元素镧的铅基合金板栅组装成动力型铅酸蓄电池,根据《电动汽车用铅酸蓄电池》(QC/T 742—2006)标准对电池的容量、放电性能、充电接受能力、循环寿命和装车行驶里程进行了测试。测试结果表明:添加稀土元素的电池相对于普通电池,初始容量稍有下降;任何温度下稀土元素都能提高电池的放电性能,尤其在低温和高温时,效果更加明显;添加稀土元素的动力电池的快速充电接受能力明显高于普通电池的;稀土添加剂可以提高电动汽车用动力电池的循环使用寿命。电动汽车行驶结果表明,前200次循环以内,使用稀土铅基板栅合金电池和普通电池时的行驶里程相当,但200次循环使用后,使用普通电池时的行驶里程急剧减少,而用稀土电池在第600次循环时的行驶里程还能达到38 km。     

基于神经网络的动力电池单体电压差预测方法

针对动力电池单体电压差预测问题,基于神经网络算法建立单体电压差预测模型。将总里程、电池包电流、电池包电压、电池温度、SOC作为模型的输入,将单体电压差作为模型的输出,将电动汽车长里程道路试验采集的数据划分为训练集和测试集,用于模型的训练和测试。结果表明,用所提方法进行单体电压差预测时可使均方差仅为0.004%,可行性被验证。最后,用所提方法得到长里程下单体电压差的预测值,为动力电池单体电压差的定量预测提供了一种新的方法。     

适用于串联电池包的短路故障诊断方法

锂离子电池短路故障是诱发锂离子电池热失控事故的主要原因.特别是梯次利用场景下,串联电池包中电池的不一致性差异使得电池更容易发生短路故障,增加了热失控的风险.电池包中某一电池短路时,该电池的电压因能量流失而出现显著下降,而其余电池的电压不会出现显著下降,因此可以利用电池电压下降的差异识别短路故障.然而,由于电池包中存在不一致性,短路造成的电压下降特征在一定程度上被掩盖.综合利用zero-mean和相关系数,在消除不一致性影响的基础上,实现对电压下降特征的准确表征,从而可靠地识别出电池包中的短路故障.基于FUDS典型工况对所提方法的有效性进行了实验验证.     

基于电量最大化汽车动力电池的优化组合

新能源汽车的能源系统主要以动力电池模块串联为主,由于电池的不一致性及组合随机性,其能源无法实现最大化利用,导致整车的能源补充及续航里程受到一定的影响。通过推导电池组先串后并及先并后串两种组合形式的能源表达式,针对两种组合形式提出一套基于电量最大化的新能源汽车动力电池组合方法。试验采用12个不同容量的动力电池进行不同组合的充放电测试,验证所提方法的有效性,该方法能有效提高电池能量的利用率,对新能源汽车动力电池包设计、电池包后期维护下能源优化配置有借鉴意义。     

基于电池组模型的EKF-UKF电池参数和

在电池的使用过程中,电池组荷电状态(SOC)的准确估计对电动汽车的使用起到非常重要的作用,直接关系到车辆的续航里程。同时组成电池组的电池单体SOC的一致性会直接影响电池组的充、放电效率。在电池的使用过程中,组成电池组的电池单体会存在一定的不一致性,这使得电池组的SOC估计相当困难。在分析电池单体模型的基础上,对电池组进行建模,并使用重组状态空间方程的方法降低电池组状态空间方程的维数,同时使用EKF-UKF对电池组的内部参数和电池组的SOC进行观测和估计。最后通过恒流工况和DST工况验证算法的准确性和正确性,并分析了电池单体间的不一致性对电池组容量的影响。     

电动汽车动力电池均衡系统的设计和试验

针对成组前电池单体初始性能差异和使用过程中差异的放大等不良问题,考虑到主动均衡和被动均衡的优缺点,提出了一种电池单体之间采用主动均衡,电池包之间采用被动均衡的新均衡方案。系统以单体电池端电压和电池包端电压作为控制目标参数,根据电池单体的ε值和电池包的δ值与设定的阈值进行比较来控制场效应开关管和三极管的开闭,进而实现主动均衡和被动均衡。实验结果表明,均衡系统在充电、放电两种状态下都能够起到均衡效果,从而说明了均衡系统的有效性,达到了设计的目的。     

电动汽车用MH-Ni电池的研制

报道了电动汽车用MH Ni电池的研制。通过优化设计单体及组合电池结构 ,优选正负极原材料及配方 ,提高了电池质量比能量 ,使之达到 63Wh/kg ;在改进正极配方的基础上优选电池化成制度 ,采用闭口化成的方法 ,提高电池倍率放电性能 ;3C率放电达到额定容量的 80 .95 % ,同时提高了电池的高温充电效率 ;电池在 45℃下以 0 .2C充电 ,标准放电达到额定容量的 80 % ;另外 ,通过优选电液、隔膜及对生产工艺的改进 ,提高了电池的高温性能 ,延长了电池寿命。将电池装车进行实效运行实验 ,一次充电行驶里程为 2 5 7km。     

会“呼吸”的精灵——IBM锂空气电池

<正>电动车以其环保节能而成为热点,但是制约其发展的一大软肋就是"里程焦虑"(range anxiety),即续航里程短。目前丰田普锐斯、雪佛兰沃兰达、福特C-Max等主流电动车身都是搭载锂离子电池给电机提供电能。在纯电模式满电状态下,平均可以覆盖160 km的续航里程。由于目前充电站数量还没达到加油站的规模,这个续航里程对于很多人来讲是不够用的。相反,如果硬要在当前锂电池技术基础上扩充容量,则会造成车载蓄电池体积过大过重。可见,当前锂电池容量和造价、体积以及质量是不可调和的矛盾。IBM锂空气电池就是为了解决     

锂离子电芯一致性对电池组影响的研究

通过对锂离子串并联组合电池中单体电芯的不一致性研究,分析并联电池组中的主要影响因素DCR对电池组造成的影响程度和串联电池组的主要影响因素容量对电池组造成的影响程度,为组合电池包提供必要的依据。     

一种电池包热安全检测方法

在对锂离子电池材料热分析、单体电池绝热温升、电池管理系统(BMS)功能安全设计验证和电池包热管理系统设计验证等4个方面进行组合实验的基础上,提出一种从电池材料端到系统端的电池包热安全四重检测方法.该检测方法能使电池包的热安全检测更全面、高效,降低电池包安全事故发生的概率.     

NCA材料在大容量高比能量锂离子电池上的应用

为满足动力电源系统在电池大容量、高比能量方面的需求,开发了大容量高比能量锂离子单体电池,通过材料选型、配方优化、电极加工工艺改进以及电池减重设计等方面的研究,制备了容量200 Ah,质量比能量达到220 Wh/kg的单体电池,该电池在常温循环性能、低温放电性能等方面均表现优异,并通过了过充电、过放电、短路等安全性能测试,显示了良好的安全性能。     

混合动力汽车电池管理系统研究

针对混合动力汽车动力电池包中单体电池性能差异造成的不良影响,研制了氢镍动力电池管理系统。该系统采用多副边电路实现电池组均衡充电。结果表明,该方法能对电池性能的不一致性进行有效补偿,最大限度地发挥动力电池的效用,从而延长了电池组的使用寿命。     

电压一致性对锂离子电池串联使用的影响

测试功率型18650单体电池在不同充电电压下的循环寿命和不同放电电流的过放电循环寿命。定量造成电池包中的电池SOC差异,模拟了在串联使用中单节电池自放电导致电池组电压不一致,从而在循环过程中单体电池发生过放电,导致电池组循环寿命的衰减。用三电极体系测量了真实电池在充放电时的正负极电位关系,分析了提高电池耐过放性能的方法。     

基于充电脉冲激励的电池内短路故障诊断方法

动力锂离子电池是电动汽车重要的动力来源,其安全稳定运行对于保障电动汽车续航里程和保证驾乘人员安全具有重要意义。然而,目前锂离子电池相关的安全事故频发,而电池内短路故障由于发生在电池内部,具有隐蔽性和不可预知性而难以察觉。提出一种面向电动汽车充电过程的电池内短路故障诊断方法,以阶梯充电电流作为激励,通过建立电池内短路故障等效电路模型,结合带遗忘因子的最小二乘算法辨识等效电路模型参数,进而进行荷电状态(state of charge,SOC)估计和短路电阻估计,从而实现电池内短路故障诊断。在所搭建的电池内短路故障模拟测试平台上进行实验,结果表明所提出方法可以有效识别模拟的50和75Ω短路故障,短路电阻估计精度分别是94%和86.7%。     

水平式锌空电池的设计及组合一致性

设计了可机械充电的水平式双面空气电极锌空电池.对由该结构组成的串联电池组最底层单体电池并联电阻以及直接短路,可观察到电池组出现了显著的电压下降,1 h内总电压下降达0.22 V(0.25 Ω)和0.37 V(0.05 Ω),其中一只单体电池呈-3.92 V的负压.这说明电池组的组间不一致,导致容量的消耗和放电性能下降.     

锂离子电池针刺安全性研究概览

安全性是目前制约锂离子电池应用的主要瓶颈之一,内短路是其中最难以有效控制的问题。针刺测试是检测锂离子电池内短路情况下安全性能的主要方法;对于锂离子电池针刺安全性的研究,可帮助改善锂离子电池单体结构设计,提高锂离子电池的安全性能。介绍了锂离子电池的不同内短路情形及特点,并对针刺测试做了分析,总结了现有实验和仿真方法的研究进展,并对其各自的优点,及对于锂离子电池单体设计的指导做了分析。还分析了锂离子电池针刺模型中需要改善的地方,为下一步工作中建立精确的锂离子电池针刺模型提供参考。