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。     

新能源汽车动力电池防寒防冻性能检测装置的设计与实现

动力电池是新能源汽车的三大组成部件(电池、电机、电控)之一,它的工作性能影响着新能源汽车的续航能力。温度对动力电池性能、寿命及安全性均有影响,高效合理地设计电池的冷却系统对电池的正常工作有重要作用。本方案设计新能源汽车电池的防寒防冻性能检测装置,保障新能源汽车动力电池电性能及热管理控制系统高效、稳定、安全运行,从而满足新能源汽车在各种工况下安全稳定工作有着积极意义。     

试论新能源汽车电池电机电控检测问题

在概述新能源汽车电池电机电控专项检测标准的基础上,以某型锂离子动力电池、电机及控制器为例,对其试验检测技术进行介绍,并指出在试验检测中需要注意的问题,最后还提出了磷酸铁锂电池热管理系统开发相关问题,为新能源汽车电池电机电控检测提供参考依据.     

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。     

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。     

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。     

电动汽车用动力电池振动疲劳测试方法开发

动力电池是当前新能源汽车中的核心零件,其性能,安全,可靠与耐久性直接影响整个车辆安全耐久性能,而电池系统的抗振动冲击特性是产品开发设计过程中需要满足的重要指标.文中着重阐述动力电池振动疲劳的测试验证策略与具体实施指导,为电池系统研发和测试工作提供重要参考.     

电动汽车用动力电池振动疲劳测试方法开发

动力电池是当前新能源汽车中的核心零件,其性能,安全,可靠与耐久性直接影响整个车辆安全耐久性能,而电池系统的抗振动冲击特性是产品开发设计过程中需要满足的重要指标.文中着重阐述动力电池振动疲劳的测试验证策略与具体实施指导,为电池系统研发和测试工作提供重要参考.     

多拓扑结构锂电池组外短路特性分析及模型评价

新能源汽车的快速发展受到动力电池系统安全的掣肘,锂电池组外部短路故障是导致电池热失控进而引发汽车起火爆炸的主要因素之一,而不同拓扑结构及初始荷电状态(State of charge, SOC)影响锂电池组外部短路特性。搭建锂电池组外部短路故障试验平台,进行多拓扑结构锂电池组在静置工况下的外部短路试验,模拟汽车停置时电池发生外部短路故障过程,揭示不同拓扑结构及不同初始SOC对锂电池组外部短路特性的影响,为锂离子电池单体分选成组、外部短路故障诊断等方面提供数据支撑。此外,锂离子电池外部短路模型重构是进行故障诊断的基础,对不同等效电路模型对锂离子电池外部短路电压预测精度等进行综合评价,为锂离子电池外部短路电特性重构模型选择提供指导。     

新能源汽车动力电池散热管理系统优化探讨

电池管理系统是实现汽车和电池有效连接的重要组成系统,对汽车的性能具有直接影响,但由于电池存在散热性能差,受温度影响大的问题,影响了新能源汽车的应用和推广,因此对动力电池的散热性能加强研究,对保障电池的安全性及对动力电池散热管理系统优化具有重要意义.本文通过对动力电池热管理系统的内容、功能和分类进行阐述,并分析了新能源汽...     

[动力电池]基于模型的动力电池系统多尺度热安全设计

针对锂离子动力电池系统的热安全问题,从电池材料、电池单体、电池系统三个尺度,提出了基于模型的电池系统热安全设计开发总体思路。总结了电池材料热稳定性、电池单体热失控特性、电池系统热失控蔓延特性等的测试表征方法。探讨了建立电池热失控的化学反应动力学模型、单体热失控温度与压力预测模型、电池模组热失控蔓延模型过程中需要考虑的因素。利用模型进行仿真分析,可以得到影响电池系统热安全性的主要因素,并指导多尺度热安全设计。     

锂离子电池功率状态预测方法综述

随着锂离子电池在智能电网、新能源汽车等领域的大规模应用,其充放电能力,即峰值功率的准确预测对于保障系统的安全、可靠运行至关重要。从单体和系统两个层面归纳分析锂离子电池功率状态预测方法的研究进展：针对电池单体预测方法,主要包括测试查表法、黑箱法、等效电路及电化学模型法等,重点阐述多参量约束的等效电路模型法,并进行分类与对比分析;针对电池系统,从电池系统模型及功率状态预测算法两个角度出发,分别讨论了串联型、非串联型电池系统的功率状态预测算法和大数据驱动的智能预测方法,并分析各方法的优缺点及应用领域;结合下一代云计算、大数据、数字孪生等发展趋势,对锂离子电池功率状态预测方法进行展望,为促进电池全生命周期管理技术的研发与应用提供一些思路。     

电动载运工具锂离子电池低温极速加热方法研究

动力电池环境适应性,尤其是低温性能受限严重制约新能源汽车在高寒地区的安全、耐久、高效和长里程运行.为解决动力电池低温预热难题,提出一种基于短时大电流自放电的电触发极速自加热方法,以18650类锂离子动力电池为研究对象,分析加热过程中的动力电池产热及温升特性,进而设计基于动力电池温度预测的极速加热控制策略;结合COMSOL仿真系统模拟动力电池加热效果,进而开发带有极速加热样机的测试平台,测试结果表明,该方法可以实现快达0.65℃/s的瞬时加热速率,在87 s内将动力电池从环境温度-20℃加热到20℃,目标温度的控制误差仅0.4％,且该加热方法对动力电池寿命的影响很小,对动力电池模组加热时温升标准差小于2.7℃.最后对该加热方法的应用前景、所需进一步解决的科学问题及研究路线进行探讨.     

退役动力电池BMS的开发与测试

针对某品牌新能源汽车大量退役动力电池的二次利用,设计开发了48 V退役动力电池的电池管理系统(BMS);该系统经过充放电模拟试验和实车测试验证,可以准确可靠地对电池的工作状态进行监测和管理,有助于实现退役动力电池的二次利用,为企业节约成本.     

电动汽车动力部件测试系统的研究与开发

分析电动汽车关键动力部件台架测试的需求;论证测试系统开发方案的合理性;分析测试系统的组成原理及功能,提出一种能兼顾电动汽车驱动电机、控制器、电池三大关键动力部件的测试方案;依据方案开发出的开放式测试系统,可以完成汽车驱动电机型式试验、驱动电机带控制器性能及耐久试验、动力电池性能及耐久试验。     

新能源汽车动力电池系统故障诊断研究综述

随着新能源汽车保有量的增加,新能源汽车安全问题日益突出,严重威胁着驾乘人员的生命财产安全,制约了新能源汽车产业发展.动力电池问题是新能源汽车着火事故发生的主要原因(占着火事故60％以上),发展先进的动力电池系统故障诊断技术已成为新能源汽车安全防护领域的热点.为填补该领域最新中文综述的空白,基于动力电池系统故障发生位置的差异,将故障分类为内部故障和外部故障,描述过充电、过放电、外部短路、内部短路、过热、热失控、传感器故障、连接件故障、冷却系统故障的失效机理.从内部故障和外部故障两个角度出发,总结锂离子动力电池的基于知识、模型、数据驱动三类故障诊断方法的研究现状与最新进展.讨论当前动力电池系统故障诊断技术研究中存在的主要问题,提出电池故障诊断技术的未来发展趋势,以期实现动力电池系统故障的准确诊断和早期防控,提高新能源汽车安全性,保障驾乘人员生命财产安全,推动新能源汽车产业进一步发展.     

48V电池继电器和熔断器的选型及验证

为了研究制定动力电池继电器和熔断器的选型策略,基于新能源汽车直流继电器和熔断器的结构和功能介绍,通过对48 V系统的典型工况分析计算得到动力电池线路负载,结合线路负载信息制定了继电器和熔断器的选型要求。对继电器和熔断器进行选型匹配后通过设计典型失效工况试验验证了该选型方法的有效性,为动力电池继电器和熔断器匹配选型及验证提供参考。     

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。     

基于快速循环充放电法的退役动力电池单体性能筛分策略分析

新能源汽车产业不断发展,车用动力电池退役数量不断增加,退役动力电池梯次利用可以带来经济和环境双重效益。在动力电池回收利用企业中,大量的动力电池单体需要进行检测筛分,以应对不同应用场景对动力电池的充放电性能要求。快速循环充放电法是基于“GB/34015-2017车用动力电池回收利用余能检测”的高效检测方法,可以大大提高回收利用企业生产效率,满足梯次利用动力电池参数支撑的需求,包括电池剩余电量、充放电性能等。为动力电池回收利用企业实现产业规模化提供了一种新的单体动力电池检测筛分试验方法。     

一种动静结合的自学习神经网络锂离子电池监控系统

锂离子动力电池已成为电动车辆最具潜力的储能装置之一,由于动力电池组是由多个电池单体通过串并联方式组成,因此,电池管理系统成为确保动力电池组安全、高效工作的保障。论文介绍了电池管理系统的发展现状和人工神经网络在电池管理系统中应用现状,并提出动静相结合的自学习神经网络锂离子电池监控系统,该方法能够有效解决目前人工神经网络在动力电池管理系统中的瓶颈。