锂离子电池恒流充电的温度及产热特性分析

基于COMSOL-Multiphisics仿真软件,考虑电池表面辐射换热,建立18650磷酸铁锂电池的准二维电化学-热耦合模型,搭建充电测试平台验证模型准确性,研究不同充电倍率下锂离子电池的温度特性,重点分析不同类型产热占比、不同区域产热占比、正极产热和负极产热情况.结果表明:随着充电倍率的增加,电池表面平均温度显著升...     

基于UKF的18650锂离子电池健康状况估计

根据18650型锂离子单体电池的特性分析,建立了电路等效模型和电化学模型相结合的电池模型,以实时在线辨识锂离子电池欧姆内阻为目标,利用无迹Kalman(UKF)滤波算法,实现了对电池欧姆内阻的在线辨识,开展了锂离子电池健康状况(SOH)估计实验,建立了适用于18650型锂离子电池的SOH估计模型。仿真结果显示,该模型同时考虑电池内阻在不同工况下的变化趋势和充放电电流大小等因素,为实现锂离子电池健康状况精确估计提供了较好的理论基础。     

基于人工神经网络估算锂离子电池的SOH

越来越多的动力机械采用锂离子电池作为其动力源。准确估算锂离子电池的SOH能够给动力机械安全可靠地运行提供保障。在不同的实验条件下对18650型锂离子电池做充放电循环实验,由实验结果得到锂离子电池的充放电循环特性,根据其循环特性采用人工神经网络寻找电池端电压与SOH之间的非线性关系,进而估算锂离子电池的SOH。估算结果表明,采用BP神经网络能够准确地估算锂离子电池的SOH,估算误差基本控制在3%以内。     

基于浸没冷却的锂离子电池热管理性能研究

锂离子电池热管理系统是控制其在合理温度范围内工作的重要手段,其中浸没冷却是十分有效的锂电池热管理方式.开展了不同绝缘冷却液和不同充放电倍率下18650型锂离子电池浸没冷却热管理的实验研究.详细分析了浸没冷却对锂离子电池表面最高温度、表面温度均匀性及各项电学性能的影响.研究结果表明,三种绝缘冷却液都有较好的降温效果.其中...     

18650型锂离子电池热失控影响因素

采用电加热测试系统,研究了电池电量、充电过程及放电过程对恒定加热条件下18650锂离子电池热失控过程的影响。研究表明:恒定加热功率为20 W时,电量越高,锂离子电池热失控起始温度越低,放热反应越剧烈;充电电流越大,热失控起始温度越低,放热反应越剧烈;相同条件下,放电电池比未放电电池热失控起始温度高。     

触发位置对锂离子电池模组热扩散特性的影响

针对锂离子电池热扩散问题,以18650三元锂离子电池为研究对象,搭建了模组的热扩散模型,研究了模组中不同位置单体触发热失控后对整个模组热扩散的影响.基于锂离子电池热失控反应机理和热传导机理建立了单体电池在绝热条件下的热失控模型,并通过设计相应试验验证模型的准确性,仿真结果与试验结果吻合较好.以单体电池热失控模型为基础,搭建模组热扩散模型,研究了模组中不同位置单体触发热失控对模组热扩散的影响.结果表明:中心位置单体触发热失控,热失控行为呈放射状向周围扩散,且每次都是两个单体电池一起发生热失控,在40 s左右,模组一侧的电池全部达到热失控触发温度;边缘位置单体触发热失控,热失控行为依次向周围扩散,且每次只有一个单体发生热失控,大约50 s的时间,模组一侧的电池全部达到热失控触发温度.最后,基于热扩散模型研究了不同隔热材料对模组热扩散速率延缓的作用.     

锂离子电池热模型研究进展

锂离子电池的热模型对于锂离子电池单体和热管理系统的设计有重要帮助,是研究改善锂离子电池安全性的重要工具.介绍了国内外关于锂离子电池热模型的研究进展,包括电化学一热耦合模型、电一热耦合模型和热滥用模型,以及以这些模型为基础,在锂离子电池单体设计、热管理和安全性研究方面做的工作.在此基础上,分析了当前研究有待于深化的地方,为下一步研究提供参考.     

锂离子电池电-热联合仿真平台构建

锂离子电池在充放电过程中各个参数量都会随温度的变化而变化,实时评估锂离子电池的电热特性对电动汽车维护和电网储能运行至关重要。针对实际运行中锂离子电池参数测量不准确、电热传递特性不易获取、操作不便等问题,构建锂离子电池电气模型和热模型,并基于等效电路模型和集中热参数模型,综合考虑电池电-热耦合特性,构建了锂离子电池电-热联合仿真平台。基于仿真平台,通过恒流—恒压—新欧洲驾驶周期(New European Driving Cycle,NEDC)实际工况充放电试验,得到电池温度变化曲线,并通过分析温度与电流、端电压和产热散热特性曲线的对应关系,验证了联合仿真平台的有效性。该联合仿真平台可为锂离子电池电-热耦合特性的理论分析以及电池管理系统的设计优化提供依据。     

基于热-电耦合模型的锂离子电池热特性分析

锂离子电池的热效应不仅影响电池的性能和使用寿命,同时也是电池安全使用的一个隐患。针对18650型锂离子电池的热效应,建立一维电化学与二维传热耦合模型,并对模型进行数值计算及试验验证,重点分析了热电耦合模型对18650型锂离子电池温升效应的预测及工作温度对锂离子电池放电容量的影响。结果表明:热电耦合模型可以较准确地预测锂离子电池运行过程中的温度场变化,工作环境温度对单体电压无影响,但对锂离子电池充放电影响较大,环境温度升高,锂离子电池材料活性增大,放电容量增大。     

锂离子电池热模型的研究动态

锂离子电池具有高能量密度、高功率密度、高循环次数及高电压等特点,在新能源产业占据越来越重要的地位。锂离子电池的循环效率、容量、功率、安全性、可靠性和寿命等诸多性能与温度密切相关。热模型可以模拟电池在应用条件下的热行为,研究电池产热、传热、散热的规律,实时计算电池内部和表面的温度变化以及温度场信息,为电池和电池组热管理系统设计与优化提供依据。首先介绍了锂离子电池热模型的类型及产热来源,然后阐述了锂离子电池电化学-热耦合模型、热滥用模型和电-热耦合模型的研究进展,最后根据当前锂离子电池热模型存在的问题对其今后的发展方向进行展望。     

浅谈阀控式密封胶体电池技术(二)——胶体电池和AGM电池的比较

阀控式铅酸蓄电池包含胶体电池和AGM电池。本文从设计、结构和性能方面系统地比较了胶体电池和AGM电池的差异。从设计上看,两种电池在电解液的固定方式、电解液用量、电解液浓度、极群装配要求、氧气传输通道等方面均有明显不同。从结构上看,它们的外观尺寸、隔板性能、硫酸电解液分布、极板的类型等亦有较大差异。电池的设计和结构决定了电池的性能:胶体电池在使用寿命、深循环性能、耐过充电能力、浮充特性、耐用性、热失控风险、自放电等方面具有明显优势;而AGM电池的体积相对较小,在初始容量和大电流放电性能方面更好。     

锂离子单体电池与电池组的差异

小容量锂离子单体电池的比能量达140 Wh/kg,外推法预测的循环寿命达1 000次,大容量动力型锂离子电池组与之相比差很多.原因在于:锂离子电池对充电终止电压敏感,终止电压相差2.4％就会引起电池组循环寿命很大的变化;电池组中单体电池的差异只能减小而不能消除.解决上述差异的关键不是组装技术,而是要加强锂离子电池的基础...     

纯电动汽车充电机系统稳定性研究

一般纯电动汽车充电机的控制系统基于额定输入电压、充电电流等条件设计,忽略了工作条件变化和元器件寄生参数对系统稳定性的影响.为了保证在充电过程中充电机能够稳定工作和进一步了解充电机系统稳定性的机理,建立基于全桥拓扑结构的纯电动汽车充电机的平均线性小信号模型.依据该线性小信号模型推导出表征充电机特性的关键传递函数.通过MATLAB仿真,研究纯电动汽车充电机在拓扑结构和主要参数确定的情况下,影响其控制环路特性的因素如输入电压、充电电流、输出滤波器等效串联电阻与表征控制环路特性的参数如穿越频率和相位裕度之间的关系,并用实验证明了理论分析的正确性.     

电动车用MH-Ni动力电池

对近年来电动车用MHNi动力电池开发动向进行了简要综述。从动力电池角度而言,MHNi电池与现有正开发的各种电池相比,具有更强的现实应用性,其比能量已与锂离子电池水平相当,体积比功率甚至高于锂离子电池水平;从发展态势上看,MHNi动力电池主要有适合纯电动车用的高能MHNi动力电池和适合混合动力车使用的高功率MHNi动力电池,不同类型的动力电池有着不同的电池结构设计及电极组成。与此同时,对构成其电极的活性物质成分、一些改性措施及存在的问题、发展趋势及国内MHNi动力电池发展等进行了评述     

蓄电池组单只电池电压不平衡问题

利用数据分析手段设计出蓄电池重组策略,解决了蓄电池组单只电池电压不平衡问题。     

基于电池内阻的锂电池自适应充电策略

针对锂离子电池提出了一种自适应充电策略,该策略可以减少锂离子电池充电过程中的能量损耗,并且能够应用于各个充电区间.对锂离子电池的充电过程和能量损耗进行了建模.构建以最小充电损耗为目标的优化问题,利用拉格朗日乘数法将其转化为无约束优化问题求解.根据得到的最优充电电流曲线和电池内阻的关系,提出一种基于电池内阻的自适应充电策...     

OTSLA电池用作SLI电池的可行性研究

本文研究了OTSIH电池的大电流容量特性并与普通涂膏式电池作了比较,探讨了OTSLA电池的大电流多重放电特性,结果表明OTSLA电池用作SLI电池是有可能的。     

基于电池暂态响应分析的锂电池SOC估计

锂离子电池因快速充电和长循环寿命特性,在电动汽车、电网侧储能系统中应用广泛.精准的电池荷电状态(SOC)估计有助于保障系统可靠性,延长电池系统寿命,然而在考虑电池充电和放电以及复杂工况条件造成的电池内部复杂的化学和物理变化的条件下,完成精准电池SOC估计十分困难.通过脉冲激励电池的充放电暂态响应特性分析,辨识等效电路模型参数,建立电池不同工况条件下的动态电池模型,并采用扩展卡尔曼滤波方法对纠正参数辨识和OCV-SOC映射中的误差.以Arbin测试平台估算结果作为对标,验证了所提方法的有效性.     

智能电池模块

综述了智能电池的一般概念 ,介绍了智能电池的发展现状以及智能电池模块的构造原理、使用方法等。电池加入智能电池模块可以改变电池行业技术含量低、产值低的状况 ,特别是大电流电池 ,加装智能电池模块后 ,可直观地了解电池充电、使用及报废状态时的数据     

锂离子电池充电管理及电池容量测量研究

锂离子电池的充电分为线性充电和开关式充电,主要解决充电过程中的效率问题和热问题,对两种充电方式的优缺点进行了比较。在此基础上,为了利用充电状态信息对未来的过程进行监测,进行了电池容量的测量研究,主要解决充电所需时长、实时充电状态、现有容量下电池的续航时间等问题。