电动汽车锂离子电池组散热优化设计

针对电动汽车锂离子电池组散热不均匀会影响电池组使用性能、可靠性和安全性的问题,对电池组散热方案进行优化设计.描述锂离子电池的产热模型,建立锂离子电池组三维模型,介绍计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）计算涉及到的固体热传导和流体热传导控制方程;通过进风口角度的选择、进风口流速的选择、鼓风冷却和抽风冷却的对比以及锂离子电池局部倒角的选择确定几种散热方案,使用FLUENT进行数值仿真并得出各方案的总体流场特性、局部流速和温度分布情况.通过对各散热方案的对比和评估,发现当进风角度达到3°时,温度最高点和均匀性有明显改善;在一定的速度范围内,提高进风口流速可以很好地改善系统的散热效果,但是当进风口流速超过某一范围（30 m/s）时,散热效果递增不明显;对于相同的散热结构,鼓风冷却效果明显优于抽风冷却效果;通过电池组局部倒角等局部微小结构可以实现温度场优化.     

基于模糊PID算法的动力电池液体冷却策略

为防止动力电池组温度过高、温度均匀性差影响其性能和电动汽车运行安全,必须对其采取有效的冷却策略.本文提出了一种基于模糊PID算法的动力电池组直接式液体冷却策略.首先,根据Bernardi生热率模型和牛顿冷却定律,建立了电池内阻随温度变化、对流换热系数随冷却液流速变化的单体电池集中质量热模型.然后,利用冷却液单向流动的温...     

基于模糊算法的汽车电池组系统降温控制

分析了锂离子电池的发热和传热机理,构建了动力电池组温度数学模型。选用的电池为A123-26650 LiFePO4电池,通过预处理过程建立了动力电池组中的任意一行中8个电池单体温度模型,并网格划分化;将预处理过程中建立数学模型导入到ANSYS软件。利用ANSYS对实际条件下电池发热进行仿真,并与Zuskausks实验相关方程进行比较,验证文中所建立的动力电池CFD模型可靠性。在恒定冷却液流速条件下,通过比较电池温度数学模型电池温度和CFD模型电池温度,验证了动力电池数学温度模型可作为控制器作用的仿真对象。设计自适应模糊PID控制器,通过MATLAB/Simulink仿真试验验证该控制器能够很好控制电池温度至期望值,具有一定实际应用价值。     

基于Modelica的电动汽车电池建模与仿真

为了实时仿真电动汽车电池组的动态性能,应用Modelica多领域建模语言建立描述电池组的PNGV等效电路模型.通过电池的动态充放电性能实验标定电池组模型的电阻、电容等参数,并利用Dymola多领域仿真软件进行性能参数求解.将该电池模型应用在电动汽车整车的仿真分析中,实验结果表明,该模型准确度高,能实时地仿真电动汽车的动力性能.该电池组建模方法实现简单且便于扩展,可以为电动汽车的产品设计、系统性能分析提供有效的解决办法.     

电动汽车动力电池组SOC均衡控制算法仿真

采用当前算法均衡控制电动汽车动力电池组的SOC(电池荷电状态)时,得到电动汽车动力电池组SOC估计值与实际值之间的误差较大,并且存在SOC估计精准度低和控制效果差的问题。提出电动汽车动力电池组SOC均衡控制算法,建立电动汽车动力电池组的Thevenin等效电路模型,在Thevenin等效电路模型的基础上采用扩展卡尔曼滤波算法估算电动汽车动力电池组的SOC,引入标准差判断电动汽车动力电池组的工作状态,根据判断结果对电动汽车动力电池组SOC进行均衡控制。仿真结果表明,所提方法估算SOC的精准度较高、均衡控制效果好,均衡控制后电动汽车动力电池组的容量利用率较高。     

电动汽车动力电池组管理系统设计

根据动力电池组在电动汽车上的使用特点和要求,利用总线通讯技术,设计出电池组分布式管理系统,系统由一个电池组综合管理器和多个电池单体检测模块组成。为了克服电池组上的高压干扰,实现对每块电池单体电压的精确采集,在电池单体检测模块中设计了具有特色的压控恒流源电路。通过在电动汽车上的实际应用表明,系统运行稳定正常,可扩充性好,便于安装布置,有着广阔的应用前景。     

新能源汽车单体锂离子电池三维散热模型仿真

研究采用30个单体磷酸铁锂型电池组成锂离子电池组,经过电池参数选取、设定电池排列与网格划分的模拟环境后,建立单体锂离子电池三维热模型,通过锂离子电池导热微分方程和其物理参数计算完成锂离子电池散热特性相关参数计算,模拟测试新能源汽车锂动力电池散热特性.实验结果表明:锂离子电池最高温度与放电倍率成正比,当放电倍率为2.5C...     

基于马尔可夫的锂电池组充电均衡控制研究

针对动力锂离子电池组充电后期过程中因单体电池性能差异而造成的可用容量不均衡、使用寿命缩短等问题,改进了一种结构较为简单、能量转移灵活的无损能量转移型均衡电路;提出了基于马尔可夫决策算法的动力锂电池组充电均衡控制方案,对单体电池间能量转移方向进行预测,决策出最优转移路径;通过实验结果分析,均衡效率、均衡效果均明显提高,实现了动力锂离子电池组充电后期过程中的充电均衡,证明了该均衡电路及均衡控制方案的可行性。     

串联锂离子电池组均衡充电方法研究

目前,制约电动汽车发展的关键难题就是串联锂离子电池组电压不均衡问题,为了提高串联锂离子电池组在充电过程中的电压一致性,设计了一种基于Buck斩波电路的串联锂离子电池组均衡充电电路.基于锂离子电池的特点对系统总体设计进行阐述,提出一种改进的能量转移型均衡电路.阐明了该电路的工作原理,给出了均衡充电电路的控制策略.实验结果表明,该均衡电路可以使单体电池电压在充电过程中得到均衡,改善电池组的充电特性,实现较好的均衡效果.     

基于DSP的电动汽车电池管理系统的设计

根据动力电池组在电动汽车上的使用特点和要求,本文提出了分散数据采集、集中数据处理的电池管理系统(BMS)整体设计方案;介绍了电池电压采集电路的设计,及系统软件设计.     

基于SOC的锂离子电池组主动均衡系统设计

对锂离子电池组的工作状态和工作性能进行研究,采用电子技术和计算机控制技术设计智能锂离子电池组均衡控制系统。建立电池组动态模型,创新性地提出基于SOC估计值的主动均衡控制方法,该方法利用抗差无迹Kalman滤波(UKF)得到的高精度SOC估计值作为决策基础。通过18650型锂离子电池组仿真实验表明,所设计的电池组主动均衡系统和新型均衡算法具有较好的实时性和较高的控制精度,对提高纯电动汽车的能量利用率具有重要的现实意义。     

用于动力电池检测的智能传感器设计

针对电动车动力电池检测的需要,设计了一种智能传感器,可同时检测电压、温度、电流等指标,检测准确,成本低廉,扩展性好,适用于各类铅酸、镍氢、锂离子动力电池或动力电池组,可用于电池的性能测试或电池管理。     

电动汽车动力电池组管理系统设计

提出了一套集中/分布式动力电池组管理系统的整体设计方案。以单片机STC12C5616AD和STC12C5A16AD为核心处理器,设计出一个体积小和成本低的系统。本系统可以实时监测电池组电流、电池组电压、单电池电流、单电池电压及单电池温度等参数。并利用硬件和软件抗干扰等技术来提高系统运行的稳定性。经长时间运行时测得数据精度可达到1%,同时可靠性和稳定性均满足电动汽车应用要求。     

矿山辅助运输车辆磷酸铁锂动力电源系统

针对目前国内矿山辅助运输车辆采用的铅酸蓄电池动力源存在循环寿命短、维护成本高等问题,提出将磷酸铁锂离子电池应用到矿山车辆上。通过分析单体电池容量及内阻对锂离子电池单体特性不一致性的影响,研究了锂离子电池成组特性;并根据国家相关煤安标准,自主研发了适用于矿山辅助运输车辆的磷酸铁锂动力电源系统,主要包括锂离子电池组、电池管理系统以及防爆箱体。样机试验结果表明,该电源系统可以应用于多种矿山辅助运输车辆,并且能够满足使用要求。     

带LCD无损吸收的动力电池组均衡技术的研究

电动汽车动力电池组的均衡是保障电池系统可靠性、提高电池寿命和能量利用率的关键技术。给出了一种带LCD吸收网络的反激式变换器均衡拓扑,能够实现功率管的软开关,提高了均衡拓扑的效率。文中分析了均衡电路的工作原理和功率管的软开关过程,并提出了相应的均衡电路控制策略,通过仿真和实验结果验证了理论分析,实现了动力电池组的实时均衡。     

基于Vmin-EKF的动力锂电池组SOC估计

动力电池组的荷电状态(SOC)是电动汽车能量控制的重要参数.针对串联锂电池组的SOC估计问题,建立电池组的Vmin状态空间模型,电池组内单体电池负载电压的最小值Vmin和电池组的SOC分别作为模型的观测变量和状态变量.应用扩展卡尔曼滤波算法,实现对SOC的动态估计.对模拟电动汽车的实际工况进行电池组放电实验,结果表明,该方法能实时准确地估计电池组SOC.     

矿用锂离子电池组均衡管理系统研究

针对矿用大容量锂离子电池组在使用过程中,由于单体电池的性能差异,长时间充、放电过程中容量差异不断增大,最终导致锂离子电池组性能急剧下降缩短循环寿命缩短的问题,对多种电池组均衡充电技术进行研究并结合煤矿用防爆电气设备的结构特点,设计出一种适用于煤矿用锂离子电池电源的主动均衡型控制系统,该系统根据电池组中各单体电池的不同状态,在完成主充电状态后,通过均衡控制电路对电压较低的单体电池进行均衡充电,实现整组电池的均衡。通过实验和工业应用结果表明,该均衡控制系统可实现均衡充电误差小于30mV,锂离子电池组使用寿命大幅延长。     

计算机控制汽车电池实验系统

动力电池管理是实现混合动力电动汽车的节能与环保目标的关键技术之一,重点研究动力电池电容量实时计量方法和电池均衡充放电控制方法.提出基于电功率的电池组充放电均衡控制策略,以HEV动力电池组为对象,研制了基于电功率的动力电池均衡控制实验系统.     

矿用防爆柴油机车锂离子蓄电池启动电源系统设计

针对GB 3836.2—2010规定隔爆壳内不能使用有可燃混合物析出的蓄电池的要求,将多个单体锂离子蓄电池串联成组,设计了一套矿用防爆柴油机车锂离子蓄电池启动电源系统;分析了系统的设计要求和结构,详细介绍了系统中电池管理功能的实现。电池管理系统采用LTC6803配合单片机实现对电池组的单体电池电压检测和均衡控制,利用DS18B20温度传感器采集单体电池温度,运用双电流霍尔传感器采集电池组启动电流和充电电流。测试结果表明,该系统运行稳定,电压和电流测量误差远小于煤矿安全标准的规定值。     

基于TMS320LF2407A的动力锂电池组充电系统设计

针对动力锂离子电池组特性,设计了以TMS320LF2407A为控制核心的充电系统,详细介绍了充电系统的构成。利用设计的均衡充电电路及控制方法,有效弥补各单体电池在充电过程中的不一致性,延长电池组的使用寿命。实验证实,该充电系统能安全高效地实现电池组的均衡充电。