铅酸蓄电池相关特性的试验研究

为了确定电动车用铅酸蓄电池在不同负荷下最小允许放电电压、内阻变化规律和内阻消耗量,对12V/80Ah铅酸蓄电池进行了放电试验,并记录了不同时刻的蓄电池端电压、放电电流和内阻值,利用MATLAB对所采集到的数据进行处理,计算出了不同负载条件下蓄电池放电量、负载消耗的能量、蓄电池内阻消耗的能量以及蓄电池内阻消耗的能量占蓄电池整个释放能量的百分比,并绘制出、、和曲线。试验结果表明：铅酸蓄电池所允许的放电电压最小值随负载的增大而升高,内阻随放电量的增大而上升,负载越大内阻消耗越大,端电压变化趋势与内阻变化趋势一致。     

电动汽车综合性能试验台设计及制作

为了检测电动汽车控制器的性能、动力铅酸蓄电池组或者锂离子蓄电池组在使用过程中的参数变化、驱动电机的各项性能,设计出一种电动汽车综合性能试验台,包括负载配重块、主减速器、传动轴、变速器、带轮、驱动电机、主控制器、辅助控制器、负载电机、驱动电机、蓄电池组、加速踏板、制动踏板和蓄电池组。试验台在驱动桥的左右两端分别设置有六个模拟车辆不同载荷的加载配重块。试验台能够模拟车辆在不同载荷条件下的ECE(Economic Commission of Europe safety regulations)循环试验、制动能量回收试验等。控制器检测车辆运行速度、动力蓄电池组的工作电流、蓄电池组的端电压、蓄电池组在使用过程中的容量变化等参数,为电动汽车的研发提供试验平台。     

蓄电池内阻测试仪的设计

对蓄电池内阻测量的直流放电法和交流注入法进行了比较,采用小电流电量比较法,把蓄电池与高精密电阻串联,通过测量电流信号在二者上所消耗的电量来获得蓄电池的内阻.试验结果表明:所设计的蓄电池内阻测试仪具有操作简单、可靠性高、抗千扰能力强、测试结果准确等优点.     

基于电池内阻特性的电动汽车放电模式研究

电流、温度大小会影响电动汽车锂离子动力电池组放电的效率及电池组一致性,其本质是电池内阻本身固有特性所致。通过研究锂离子动力电池组在不同温度、不同放电电流下的内阻变化,建立电池内阻变化图谱,分析不同温度、电流对电池输出能量的影响。根据电池内阻特性,结合整车动力性及经济性,将电动汽车放电策略分为可供选择的三种模式:动力模式、经济模式及限制模式。通过电动汽车续驶里程及放电能量的对比测试,比较所提出的各种模式的优缺点。实验证明,根据不同路况及使用需求,采用不同的放电模式,可以保证整车动力性,延长电池寿命,提高整车续驶里程。     

基于谐波阻抗测量在线估测蓄电池荷电状态

现行内阻法估测蓄电池荷电状态时,需要对被测蓄电池实施大电流放电操作以测量其欧姆内阻,在线检测时可能对用电负载造成安全隐患。针对这一问题,提出一种基于谐波阻抗测量技术在线估测蓄电池荷电状态的方法：对被测蓄电池实施周期性的小电流放电操作,测量放电过程中的放电电流与蓄电池端电压,经傅里叶分析计算出蓄电池的谐波阻抗,对谐波阻抗数据进行数值拟合得到蓄电池的欧姆内阻,最终实现对蓄电池荷电状态的在线估测,从而避免现行方法所需要的大电流放电操作。     

电动汽车用聚合物锂离子蓄电池充放电性能

对200Ah聚合物锂离子蓄电池单体进行了充放电特性试验和分析,得到了聚合物锂离子蓄电池在不同电流下的电压特性、容量特性、温升特性和内阻特性。试验结果表明:研究的聚合物锂离子蓄电池内阻小,库伦效率高,质量比能量高达190Wh/kg,接近美国先进电池联合会(USABC)长期指标要求的200Wh/kg,在电动汽车上的应用前景广阔。     

MH-Ni蓄电池性能研究

对不同荷电量MH-Ni蓄电池进行储存试验,结果表明:长期储存的电池以荷电量20%左右对电池储存性能有利;对电池进行过放电试验表明,过放电短期内对电池容量没有影响,但会使电池内阻增大;对电池进行浅充放和全充放对比试验证明,经过长期浅充放,电池将发生不可逆容量衰减。以上试验有助于更进一步了解MH-Ni蓄电池的性能。     

电动汽车用锂离子蓄电池的研究

研制了55Ah圆柱型动力锂离子蓄电池以及336V/55Ah动力模块和相应的电池管理系统。性能测试表明,0.5C充放电,单体电池容量≥55Ah,容量特性均匀一致;具备良好的倍率放电特性,能够适应电动车启动、加速、爬坡等运行要求;循环性能良好,已完成200次深充放循环性能仍平稳;耐滥用能力好;84只单体构成的电池组,比能量达106Wh/kg;安全性好。充放电管理系统采用阶段恒电流充电和过流保护,具备均衡充电能力和智能调节放电终止电压和剩余容量显示等功能。装车试验表明,该电池系统有望投入电动车的实际应用。     

大容量蓄电池测试仪的开发研究

铅酸蓄电池在制造、安装、维护阶段均需要进行不同的性能试验,以获得容量、内阻、寿命等信息,随着第三代核电技术的应用,大容量的蓄电池组也开始普及,这些大容量的蓄电池组试验放电电流高达1500 A、电压为220 V(DC),目前国内的蓄电池测试仪器无法满足试验要求.从大功率蓄电池测试仪的工作特点进行研究,探索开发途径,实现测试仪的可编程、组合使用、蓄电池单体监视功能.     

超高倍率镉镍蓄电池启动放电性能一致性研究

通过实验阐述了容量、充电态内阻对电池大电流启动放电性能的影响,特别强调超高倍率镉镍蓄电池的放电电压不仅与电池容量有关,更与电池充电态内阻有关。针对生产中单体电池容量和内阻的离散性大的问题进行了分析研究,依据电池性能一致性的规律在生产中控制极板厚度误差在±0.02mm内,极组质量误差不超过0.04g,隔膜厚度误差在±0.003mm内,面电阻误差在±0.01Ω·cm2范围内,规定极耳与极柱间紧固力矩值。从根本上保证单体电池大电流启动放电性能一致,使电池组具有稳定的性能。     

电动汽车用MH-Ni电池组不一致性试验与建模

电池组不一致性对于电动汽车的安全性和电池管理系统的复杂度有着重要影响。设计MH-Ni电池组不一致性研究试验,结合内阻模型分析了电流、SOC和温度对电池组不一致性的影响,建立了电池组过放电过程数学模型,提出确定电池管理系统电压传感器数量的新方法,通过试验对模型及方法进行了验证。     

基于欧姆内阻压降的电池簇不一致性在线监测方法研究

由于电池pack箱初始性能参数及外部工作环境存在一定差异,针对其工作过程中不一致性问题的安全监测极为重要。若对箱体中每个单体电池各项进行实时监测与处理,数据采集量过大,易产生不良数据。因此在实现保障储能电站电池簇安全运行状态的条件下,通过探究在恒流放电过程中因不一致性而引发的电池簇与电池pack箱欧姆内阻压降浮动规律,提出一种基于欧姆内阻压降的电池簇不一致性在线评估方法。通过获取电池簇与表征单体因欧姆内阻造成的压降幅值,进行实时拟合得到线性关系,并求导得到变化速率,对变化速率进行在线记录,若电池簇因电池pack箱老化而存在不一致问题,则变化速率呈现增大趋势,利用此特征进行在线评估。最后,通过实验对所提方法的可行性进行验证。     

高电压锂离子电池组检测方案设计

为使电池组对外能够提供足够的能量和高电压,通常都是由多节单体电池串、并联而成.提出了一种由TM320LF2407A的DSP芯片对每个电池模块进行检测的方案.每个模块单体电池电压的采集由OZ890完成,给出了CAN接口电路,电流采集和内阻测量的原理图,该方案提高了锂离子电池组的安全性和可靠性.     

电动汽车磷酸铁锂电池最佳SOC工作区研究

磷酸铁锂电池由于寿命长、安全性能好、成本低,已经成为电动汽车的理想动力源和能量源。电池的荷电状态(SOC)是影响电池性能及使用寿命的主要因素之一,以10 Ah磷酸铁锂电池单体为研究对象,对其开路电压、极化电压、电池内阻进行了实验研究。结果表明,当电池单体SOC在20%~90%时,磷酸铁锂电池的电压和内阻变化平稳,确定为电池的最佳工作区。     

轨道交通用钛酸锂电池不一致性研究

以搁置一年的钛酸锂电池单体及模块为研究对象,分别对不同荷电状态下搁置的单体和模块进行初始电压、剩余电量、充放电容量等参数的测试,得出单体电池电压及内阻分布;并采用容量增量分析法分析钛酸锂电池在浮充搁置状态下性能的变化,进而研究不一致性对长期处于浮充状态的辅助电源寿命及性能产生的影响。通过整箱电池的电压分布,结合OCV-SOC特性曲线,选出浮充的最佳电压点,为轨道交通中使用的钛酸锂电池充放电控制策略的制定提供可靠依据。     

锂离子电池组容量差异辨识方法研究

电池组中普遍存在的不一致性问题,是制约电池组可用容量的重要因素之一。电池组内电池单体参数的差异性是描述电池组性能的重要指标,其中容量差异直接与电池组可用容量和优化控制等息息相关。文中对充电电流变化时电压曲线可进行简单缩放进行合理假设。基于该假设,建立一种快速容量差异辨识的方法,并从多种角度分析验证该方法的合理性和适应性。采用容量增量分析法修正SOC和内阻造成的估算误差。将该方法应用于具有较高电压采样精度和宽SOC工作范围的电池组充电数据上,基础算法误差低于2.5%,经修正后辨识误差可小于1.5%。该方法可以用于描述电池组内单体容量的不一致性,为电池组的均衡和维护提供参考。     

基于退役动力电池储能的光储微网系统

锂电池作为光储微网的储能电池,能够提高光伏发电系统的稳定性,改善电能质量,但成本高昂。将电动汽车的退役动力锂电池用于光储微网的储能单元,不仅可以降低投资成本,还可以缓解大批量电池进入回收阶段的压力。首先基于锂电池的工作原理,构建了退役动力锂电池的等效电路模型。接着建立了储能变流器和多重双向DC/DC变换器级联拓扑,储能变流器采用电压外环、电流内环的双闭环策略,稳定直流母线的电压;多重双向DC/DC变换器采用以电池组的荷电状态(SOC)为约束条件的双闭环控制策略,平抑光伏发电系统的功率波动。最后搭建了基于退役锂电池储能的光储微网系统,验证了控制策略的有效性。     

钛酸锂电池常温循环寿命研究

钛酸锂电池的循环寿命是其一项重要性能评价指标。文中以软包钛酸锂电池为研究对象,在常温下开展循环老化试验,通过电压微分分析和容量增量分析等原位分析方法对电池全生命周期内的容量衰减、内阻增加等原因进行分析,提出了一种基于特征参数的剩余容量估计方法。经综合分析认为：钛酸锂电池容量衰退的主要原因是正极材料损失和锂离子损失,而电池在寿命末期容量加速衰退的原因是电池内阻急剧增大。