梯次利用锂离子电池循环性能分析

电动汽车退役电池梯次利用技术对提高其全寿命周期利用价值、降低锂动力电池成本与缓解环境污染问题有着重要的意义。为了最大限度发挥梯次利用电池的价值,对其进行分选以及对其进行性能分析等方面的研究非常必要。从电池容量、内阻、荷电状态等几个关键指标出发,以某充换电站退役电池为研究对象,对电池模组和串联组进行了一系列充放电循环试验。对比分析了电池模组与串联组的容量、欧姆内阻、极化内阻等主要性能参数的衰变特性,研究结果对实现磷酸铁锂动力电池的梯次利用具有指导意义。     

退役动力锂离子电池梯次利用概述

简述我国动力电池的现状、国家对退役电池梯次利用的政策支持与梯次利用的研究进展及成功案例。我国在动力电池的梯次利用已初具规模,许多企业开始进行产业化行布局,但规模化应用还存在问题。结合国家标准分析,认为:需从国家政策支持、上下游企业协作、产学研结合及开发并完善快速检测技术等入手,对退役电池进行有效的梯次利用。     

梯次利用锂离子电池电化学阻抗模型及特性参数分析

基于电化学阻抗谱测试结果,建立了梯次利用锂离子电池电化学阻抗模型,实验验证了模型精度,误差在2%以内。研究了阻抗模型特性参数随电池荷电状态(SOC)和老化状况的变化特性,测试结果表明,电池的直流内阻随着SOC的变化基本保持不变,在两端SOC区间,即(0,0.3)和(0.8,1.0),电化学极化阻抗和浓差极化阻抗均显著增大。电化学极化阻抗和浓差极化阻抗随着电池循环次数的增加明显增大,而欧姆内阻变化较小,表明车用锂离子电池多次循环后的性能变差主要是由于电化学极化阻抗与浓差极化阻抗的增大引起的,为梯次利用锂离子电池在储能系统中的应用奠定了理论基础。     

退役锂离子电池梯次利用状态区间划分

选择一阶RC等效电路,研究环境温度和极化反应程度对于退役锂离子电池开路电压和放电时间的影响.对NCR18650GA型锂离子电池进行混合脉冲功率特性(HPPC)测试,对比不同荷电状态(SOC)下的电极电位衰减情况和极化反应程度,确定电池二次利用时SOC的下限需大于0.4;根据不同放电倍率下放电深度(DOD)区间与端电压衰...     

梯次利用锂离子电池欧姆内阻测试方法研究

研究了欧姆内阻的三种测试原理和方法。在深入分析混合脉冲功率特性(HPPC)欧姆内阻测试方法的基础上,提出了梯次利用锂离子电池欧姆内阻测试的最佳采样点(放电下降沿,充电上升沿)和采样时间;建立了电化学阻抗模型,对不同直流偏置下的交流阻抗图谱进行了参数辨识,验证了欧姆内阻和直流偏置电流的不相关性,为电流转换法中100ms采样时间下测试欧姆内阻提供了理论依据;研究了基于电流转化法的欧姆内阻测试新方法,该方法在100 ms采样时间下,有效地减小了测试设备和数据采集响应误差的影响,并适当地减小了极化对欧姆内阻的影响,提高了欧姆内阻测试的准确性。     

电动汽车老化电池梯次利用储能系统研究

随着电动汽车产业步入高速发展的阶段,动力电池梯次利用更具有实际意义。以薛家岛充换储放一体化示范电站为例,分析电动汽车退役电池在储能领域的梯次利用。分析表明该梯次利用一方面可以延长电池的使用寿命,降低电池全寿命周期使用成本;另一方面,可有效对10kV供电母线负荷削峰填谷,具有经济和社会双重效益。     

新型锂离子电池电动汽车RLE

电动汽车的历史比目前已经普及的汽油车还要长,但由于行驶距离短、充电时间长、价格高等原因至今尚未得到广泛使用。对于环境保护而言,电动汽车可有效抑制CO2的排放,拥有传统汽油车无法比拟的优势,即使与最新研发的混合动力车HEV相比,电动汽车的CO2排放量也更低。故而,各大汽车厂商甚至各国政府都把电动汽车作为主要研发方向,日本富士重工业株式会社旗下的斯巴鲁与东京电力株式会社共同研制的新型锂离子电池电动汽车RLE就是典型代表。     

退役锂离子动力电池梯次利用可行性研究

借助电池内阻测试仪、电池充放电测试仪、热成像仪等仪器研究退役电池电化学性能。研究结果表明,电动汽车退役锂离子动力电池可利用率达到60%,梯次利用价值巨大。电池性能测试结果显示:退役电池深循环寿命可达750次以上,高倍率放电及安全性能良好,但是低温放电性能稍差。     

电池梯次利用储能装置在电动汽车充换电站中的应用

针对电动汽车充换电站中动力电池的梯次利用问题,设计了电池梯次利用储能站,将充换电站中即将报废的电池用于储能放电,以降低电动汽车动力电池的使用成本。介绍了电池梯次利用储能站结构、电能控制系统以及储能控制策略,可以实现电动汽车充换电站动力电池的梯次利用、对电网负荷进行峰谷调节并作为充换电站的应急和后备电源。     

基于一致性模型的梯次利用锂离子电池组能量利用率估计方法

锂离子电池的不一致性导致电池组的容量和寿命等指标显著小于电池单体,且该问题在梯次利用的应用场景下更为严重.电池组老化后,电池组内电池不一致性参数之间并非相互独立,而是相互耦合,因此造成电池组一致性建模困难,降低了电池组的能量利用率的估计精度.针对梯次利用电池筛选成组和成组后的状态评估,该文提出一种基于Copula理论的电池组一致性建模方法,同时实现了电池参数分布特性和参数间相关性的准确刻画.基于电池组一致性模型,提出一种电池组能量利用率估计方法,并进行实验验证,估计误差在1％以内.最后分析电池组能量利用率的影响因素,以指导电池组的优化成组和使用.     

电动汽车用LiFePO4锂离子电池安全性分析

根据新颁布的《电动汽车用锂离子蓄电池》汽车行业标准介绍了关于对锂离子电池的主要安全性能指标,结合国内外LiFePO4锂离子动力电池的发展现状,分析了LiFePO4锂离子电池的耐高温、耐充电性能和短路、滥用实验情况;认为,LiFePO4锂离子动力电池具有比较好的安全性能。该电池的热管理系统可以作为故障诊断和安全隐患排查的关键手段,结合对电池端电压检测、SOC计算来防止电池的过充、过放电。     

电动汽车用锂离子电池安全性研究

介绍了锂离子电池自身特性,分析了热失控危害机理,针对某电动汽车锂离子电池系统起火事故展开了调查,结果显示电池遭受的物理伤害导致的内部短路是此次事故的主要原因,同时冷却液泄漏造成的外部短路加重了事故的严重程度。根据分析结果及锂离子电池自身特性给出了锂离子电池安全开发建议。     

浅谈混合电动汽车用锂离子电池

目前发展混合电动汽车是减少汽车石油消耗和尾气排放的最佳途径，混合驱动对汽车的电存储系统提出了很高的要求。近期MH-Ni电池和锂离子电池是混合电动汽车主要采用的二次电池，正处在快速发展阶段的锂离子电池在电池性能和成本上有更大的吸引力。简要介绍了在车用高功率锂离子电池的电性能、安全性以及电池设计制造方面的初步认识。     

电动汽车用磷酸铁锂离子电池的PNGV模型分析

以国产新型150Ah磷酸铁锂离子电池为研究对象,分别对其在0℃和30℃的PNGV模型参数进行了辨识。将其内阻参数与电池直流内阻进行对比分析,考核了磷酸铁锂离子电池的PNGV模型在FUDS工况循环下的仿真精度。研究表明:由于温度对磷酸铁锂离子电池特性的影响较为显著,PNGV等效电路模型的仿真精度会随着初始温度的变化有所波动,所以为了保证仿真效果,必须在更多的温度点上进行参数辨识并进行优化;PNGV等效电路模型适用于城市工况下的仿真。     

纯电动汽车锂离子电池热效应的建模及仿真

电池热模型可用来研究电池内部的温度分布和热传递,从而进一步提高电池的安全性能。通过实验测得不同温度和荷电状态(SOC)下电动车用锂离子电池内阻的变化情况,拟合得到电池内阻和SOC的关系表达式。通过Fluent软件建立了锂离子电池的单体温度场模型并进行仿真。仿真结果表明电池壳体对电芯的散热作用明显,在建模时不能忽略;电池正负极耳对电池整体的温度影响不大,在进行电池组建模时为了加快运算,可以忽略电池极耳。     

电动汽车用锂离子电池的能量功率特性分析

着眼于锂离子电池在电动汽车动力电源领域的应用,以六种国产锂离子电池为研究对象,对其能量功率特性进行了试验和分析。研究表明:锰酸锂离子电池具有优良的能量功率特性,可以在能量和功率特性两者之间进行具有针对性的柔性设计,以满足电动汽车的不同需求;磷酸铁锂离子电池具有出色的高温耐受性和大电流放电能力,随着比能量和比功率的提高以及成本的下降,将会在电动汽车动力电源领域得到更为广泛的应用。     

用于电动汽车的第二代锂离子电池

日本日产与日本电气（NEC）的合资企业AESC在全球范围内率先批量生产可供汽车使用的锂离子电池,从2009年开始在小型工业用叉车上配备,同时于2010年应用于在日本和美国销售的电动汽车上。     

混合电动汽车用锂离子电池的研究

以LiMn2O4为正极材料,研制了17 Ah圆柱形锂离子动力电池以及336 V/17 Ah动力电池组.性能测试结果表明:单体电池25.0 C放电时持续放电比功率达到900 W/kg,而脉冲放电(480 A,15 s)比功率达到1 320 W/kg;1.0 C循环1 000次后的容量保持率达80.24%;在-25℃与55℃下1.0 C放电容量分别为25℃下的74.29%和96.72%;电池在过充、针刺和挤压的情况下不爆炸,不起火.90只单体电池构成的电池组的首次充放电容量分别为18.44 Ah和17.47 Ah.     

梯次利用电池储能系统集成及控制策略研究

针对不同规格、不同批次退役动力电池包在重组过程中的一致性差异问题,基于某电站的实际项目需求,对梯次利用电池储能系统(BESS)的集成设计进行了介绍,降低电池成组难度,确保电池可靠运行.考虑不同退役电池包的充放电特性与一致性差异,提出了基于荷电状态(SOC)的充放电功率实时调整策略,在确保电池安全运行的前提下最大限度的利...     

电动汽车锂离子电池风冷散热结构优化设计

目前风冷散热系统得到广泛运用,但优化设计主要集中于箱体内部电池间隙大小、排列方式等,对进出口优化设计涉及较少。针对上述问题,以锂离子电池组风冷散热结构为研究对象,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值计算的研究方法,从电池组最高温度、最大单体电池温差、电池组标准差三个方面分析了多种进出口方向、位置、形状对电池组散热效果的影响规律。最后,结合正交优化方法综合考虑多种因素,优化散热结构,结果表明:在进出口面积不变情况下,采用侧向通风散热方式,对称分布式进出口位置间距减小至40 mm,且进出口形状为圆形时,散热效果最佳;进出口位置间距过小或横向贯穿距离过大,反而会使散热效率降低。