一种大功率电动汽车快速充电机

提出一种由充电功率变换器系统(CCS)和电池储能系统共同组成的快速充电机,电动汽车进行充电时供电端的功率缺额由储能系统放电进行补充。介绍了快速充电机的原理、构成及实现方法,并对CCS和储能系统配合运行的策略进行了研究,在此基础上,研制了一台400 kW电动汽车快速充电机,并成功应用于使用钛酸锂电池的快速充电巴士上。实验表明,该充电机能解决充电功率大于供电端额定功率的快速充电问题,且直流侧电流纹波、电压纹波性能优异。     

充换电站电动公交车自动有序充电系统设计

对于服务于电动公交车的充换电站,单位时间内可供更换的动力电池越多,整站服务能力就越强。运用动态规划的充电控制策略和动力电池的状态评价体系,借助共享配电数据,关注站内负荷变化,调节充电功率消耗,达到站内自动有序充电的控制目标,实现可供更换动力电池数量最大化。同时,根据工位需求情况、可换电池组数等信息,通过充电机与其电气连接的充电架,设计对放置于电池架的动力电池自动充电功能,制定合适的自动有序充电计划。最后,跟踪电池全寿命周期信息,结合一段时间换电效率判断充电监控设计效果,提高整站自动化水平和运行效率。     

电动汽车蓄电池充放电装置控制系统设计

随着电动汽车的快速发展,对大功率动力电池智能充电机以及充电算法的研究显得愈加重要.提出一种智能充放电铅酸蓄电池的设计方法,研制了智能充电机系统,开发了恒流、恒压以及智能充电算法.采用PWM整流技术,实现了网侧电流正弦化和单位功率因数运行,并将放电电能回馈电网,达到了节能的目的.试验结果表明,充电机较好地实现了恒流限压、恒压限流、智能充、放电等功能,可以为电动汽车提供稳定可靠的能量转换.试验证明该控制方法的响应速度快,稳态性能好,供电电源以单位功率因数运行,电流谐波含量小,达到了预期的设计要求.     

锂离子动力电池脉冲快速充电实验研究

为了满足电动车用锂离子动力电池快速高效充电的要求,根据马斯三定律提出了一种大电流带负脉冲充电方法作为电池的快速充电方式。通过大量实验,证实了带负脉冲形式的大电流脉冲充电是一种能明显减小极化效应、缩短充电时间、快速高效的充电方式,并且通过实验确定了放电负脉冲的幅值和宽度最佳值。结合放电负脉冲参数值对10Ah/3.2 V锂离子动力电池进行充电实验,在充电量不低于90%的前提下,比常规大电流恒流充电速度提高了32.85%,达到了快速高效充电的目的。     

秘笈二:保护好你手机电池的终极大法

传统镍电池如果充电时间过长，镍电池里的液体会结晶，阻止充电器将电充满。这样一来．为了使其性能最大化．必须充满电或定期放电。而对于锂电来说，我们可以在方便时刻随时为锂离子电池充电．完全不用像镍电池那样麻烦。关于锂电寿命的讹传．锂电只能充300—500次，之后就需要更换．     

锂离子动力电池大电流脉冲充电特性研究

针对大容量锂离子动力电池充电过程要快速高效同时保证电池寿命的要求,提出将大电流脉冲充电作为锂离子动力电池的快速充电方式。通过对电池大电流脉冲充电过程的大量试验,将其充电效果和恒流充电方式进行比较,证实了大电流脉冲充电是一种能有效减小极化现象、高效快速的充电方式。同时试验了不同脉冲时间、不同充电电流对脉冲充电效果的影响,得出最佳脉冲充电参数。     

电动乘用车直流快速充电可行性试验分析

为了解动力电池的快速充放电特性,评价其在电动车辆上快速充电的性能,设计和配置整车直流充电设施充电功率,文章利用动力电池充放电检测设备采用60 A(即1C倍率)、120 A(2C倍率)、180 A(3C倍率)和标准30 A(0.5C倍率)四种不同倍率电流对某电动乘用车的磷酸铁锂动力电池进行快速充电试验研究。快充电试验记录了一箱电池的充电时间和充电曲线等参数,同时监测不同充电电流下单体电池的电压和箱内温度等实验数据,以单箱动力电池实验结果模拟电动乘用车整车快速充电的电池性能。基于实验结果,对乘用车动力电池充电状态、充电时间、单体电池一致性,电池温升特性等因素进行了研究和分析。结果表明,大电流充电会对成组磷酸铁锂动力电池造成比较高的温升和比较严重的单体一致性差异。在不影响电动乘用车动力电池使用寿命和车辆行驶状态的条件下可以采用1C倍率电流进行直流快速充电,在40分钟内能充满整车电池80%以上的电量,根据车载控制器和电池管理系统(BMS)的控制策略,车上动力电池的荷电状态(SOC)最多将下降到25%左右,所以对于正常运行的纯电动乘用车采用1C倍率电流完成整车充电大约需要30 min左右。通过分析可以看出,对于文章中所提到的电动乘用车,如果为整车进行合理的直流快速充电,直流充电机充电功率设计在20 kW左右。     

锂离子电池阶梯充电制式与循环衰减机制

针对锂离子电池快充需求与循环寿命保持的矛盾,以三元/石墨体系锂离子电池为研究对象,依据其倍率充电特性和正极、负极材料相变特征,提出了一种阶梯充电制式。采用该制式,电芯可以完成30 min充电80%荷电状态(SOC)的快充目标,且经过800次阶梯充电循环后,电芯放电容量保持率≥91.99%。通过对比阶梯充电制式下,不同循环次数放电容量衰减,dV/dQ曲线的变化情况,确定电芯阶梯充电循环容量衰减原因主要为活性锂离子损失。     

三元锂离子电池脉冲充电技术研究

电池充电过程中的极化现象一直是影响动力电池实际充入电量的重要因素之一,充电过程中对电池施加负向脉冲是减小电池极化的有效措施。针对极化对电池充电过程的影响,将平均充电电流和正负脉冲充电周期宽度比作为实验变量,进行充电效果的实验,探究三元锂动力电池正负脉冲充电效果。实验表明,电池充电至截止电压时,正负脉冲充电方式可以减弱电池的极化现象,提高电池的实际充入电量;随着充电倍率的增加,相比于恒流充电方式,正负脉冲充电方式的实际充入电量更多;减小正负脉冲充电的脉冲周期宽度,正负脉冲充电方式的实际充入电量增加。     

电动物流机器人动力电池组的充电控制方法研究

正电池根据应用范围的不同分为动力电池和储能电池。动力电池强调电池的功率密度,而储能电池则强调的是电池的能量密度[1-3]。一般而言,动力电池的充、放电倍率都较大,可实现3~4C以上的充、放电[4],而储能电池的充、放电倍率较小(可能小于1C)。目前,动力电池的充、放电,维护以及能量管理等技术还不是很完善,不恰当的充电策略造成电池损坏和寿命缩短等现象比较普遍。其原因主要有     

Series-type charger with output voltage automatically regulated and hot swap

Since the traditional series-type charger has no function of hot swap, a new series-type charger with hot swap is presented herein. In this study, hot-swap battery and stopping charging battery are achieved by floating voltage detection and battery bypass detection. Furthermore, by means of controlling the voltage across the collector of the bipolar junction transistor (BJT) and the ground, the output voltage of the DC–DC converter can be automatically adjusted. Accordingly, the BJT can always work under the active region with a designed constant voltage across it for any number of batteries in the steady state, reducing undesired conduction loss. Also, one constant current control circuit is utilized, which is connected in series with the voltage and bypass detectors. Above all, unlike the traditional series-type charger with the active equalizer, there is no energy transferred among batteries in the proposed charger. Finally, the proposed series-type charger with four battery channels is designed and applied to charging 18650 Li-ion batteries. Via some experimental results, the effectiveness of the proposed charger can be verified.     

汽车用铅酸蓄电池SOC预测研究

电池的开路电压与电池荷电状态(SOC)存在密切的关系,然而大量研究表明,当电池在恒定电流下充放电时,端电压与SOC的变化规律近似于开路电压与SOC的变化规律。但对于汽车用蓄电池来说,并没有文献明确地给出蓄电池在充放电电流变化状态下其端电压与SOC的对应关系表达式。通过对电动汽车用蓄电池进行充放电实验,利用Matlab对实验数据进行曲线拟合处理,得到变化工作电流下的蓄电池SOC与其端电压的数学关系,提出了蓄电池SOC估计的修正经验公式,为电动汽车续航里程的准确估计提供了新方法。     

航空用锌银蓄电池智能充电器控制策略的研究

针对锌银蓄电池的工作特点,研究了其充电控制策略。采用预放电方式,避免蓄电池充电时单体电压突然升高;采用串联电阻,减小电流波动和电池损耗;采用电流／电压双闭环控制,实现蓄电池充电。阐述了智能充电器的总体设计思路,介绍了智能充电器的控制电路、主电路设计和软件设计等。根据锌银蓄电池充电策略研制的一种新型航空用大容量锌银蓄电池充电器,成功应用于某航空地面保障设备。所研制的充电器证明了充电策略的可行性和合理性。     

风光互补充电控制器的研究

介绍了一种小功率风光互补充电控制器.该控制器能有效降低损耗,充分利用风能和太阳能,效率更高.对风力充电而言,在风速较低时,通过Boost斩波器将整流输出电压升至一定值再送至后级电路;当风速较高时,切断Boost电路,将整流输出电压直接送至后级给蓄电池充电.对光伏充电而言,直接利用光伏充电器的后级进行充电.最后通过300...     

考虑多维性能衰减的储能电池系统运行可靠性评估方法

储能电池系统的发展是推进“双碳”目标的关键所在，伴随而来的却是储能电站的安全隐患，亟需对储能电池系统的可靠性进行准确评估。为此，提出考虑多维性能衰减的储能电池运行可靠性评估方法。首先，提出了基于高斯过程的储能电池性能衰减过程电压特征量分布计算方法，计算充放电循环过程中电压特征量的概率分布，为刻画电池性能衰减提供了重要维度。然后，提出了基于多维通用生成函数的储能电池系统运行可靠性评估方法，通过电压特征量和容量的概率分布计算储能电池单体的可靠性。进而定义可考虑储能电池拓扑连接情况的串并联关系函数，计算储能电池系统整体的可靠性。最后，基于NASA储能电池数据的算例仿真表明所提方法能够实现储能电池系统可靠性的精准评估。     

Online collaborative estimation technology for SOC and SOH of frequency regulation of a lead-carbon battery in a power system with a high proportion of renewable energy

In this paper, a collaborative online algorithm is proposed to estimate the state of charge (SOC) and state of health (SOH) of lead-carbon batteries that participate in frequency regulation of a power system with a high proportion of renewable energy. The algorithm addresses the inaccurate estimation of energy storage battery states caused by continuous and alternating charging and discharging over a short period. Analysis of lead-carbon battery chemistry and materials reveals that the resistance of the diaphragm is the most influential factor in battery aging. In addition, the hysteresis characteristics of an energy storage battery vary significantly between the charging and discharging stages. A second-order RC equivalent circuit model is proposed that considers the contact and diaphragm resistances, and hysteresis characteristics. Based on this, models for constant current charging interaction, constant voltage charging interaction, and dynamic discharging interaction are developed. The adaptive forgetting factor recursive leassquare (AFF-RLS) method is used to identify the parameters of the interactive models. Then an interactive multiple model with the embedded unscented Kalmanfilter (UKF) is used to estimate the SOC of the energy storage battery. The membrane and contact resistances identified by the interactive multi-model (IMM) are used to estimate the SOH, and online collaborative optimization of the SOC and SOH is achieved. The error of the proposed SOC estimation method is experimentally verified to be within 2%, which is less than 5% of the standard value, and the error of SOH estimation is within 0.5%, demonstrating the high accuracy of the proposed method.     

基于89C51控制的VRLA电池智能充电器的研究与设计

针对VRLA(阀控铅酸蓄电池)在浮充电过程中,单体电池的端电压会出现不平衡的问题,分析了其产生的原因。阐述了用89C51单片机控制的智能充电器的电路组成、工作原理,以及自动控制主程序流程图。该仪器具有自动循环测试每个电池的端电压、自动均衡充电、实时显示实时评估电池容量及与PC通讯等功能,并通过了试验验证。     

一种新颖的全数字式双向恒流源电路的设计

针对采用蓄电池作为后备电源的系统,设计出一套新颖的双向工作恒流电路。该电路既可实现蓄电池对低压负载的大电流放电,又可以对蓄电池本身进行恒流充电。同时,本文提出了一套全数字化控制方案,不仅实现了双向电路的恒流控制,而且对蓄电池本身进行了能量管理,使电路具有浮充和欠压保护等功能。另外,通过软件编程,采用数字控制可以很方便地实现电路的恒流、恒压、恒功率等控制功能,从而使电路具有很强的实用性。实验采用TI公司的F2407ADSP芯片作为控制核心,结果表明,该数控电路具有很好的恒流效果,可以用于电力、通讯系统的后备电源中。     

电动汽车用动力电池性能检测系统

电动汽车用动力电池性能检测系统以AT 89C 5 2系列单片机作为系统的控制核心 ,采用电子逆变技术 ,由IGBT构成恒流充电电路及VMOS管并联方式组成恒流放电电路 ,以达到节能 ,减小体积 ,降低功耗的目的。系统集电池电压采样、数据处理、充放电控制、数据及曲线打印、键盘显示于一体 ,不需上位微机即可完成全部检测。充放电过程既可自动控制 ,也可手动控制。经实际应用证明 ,本系统性能稳定、实用性强 ,节能效果明显 ,充放电电流可达到 5 0 0A ,满足了电动汽车用大容量动力电池及电池组的充放电性能检测、容量和能量测量及寿命实验 ,解决了电动汽车用动力电池检测的难题。     

充电方法对电动自行车铅酸蓄电池寿命的影响

电动自行车用铅酸蓄电池的寿命一直是生产厂家和用户密切关注的问题 ,而影响此类电池寿命的主要因素是失水和极板的硫酸盐化。我们用恒流和恒压等不同的方法为电池充电 ,并将实验中所得到的电池充放电特性、析气量和失水率等数据进行比较。结果表明 ,电池析气量和失水率高是由于充电电压过高引起的 ,而极板的硫酸盐化则是因为充电电压过低、充电容量不足。通过大量的实验数据证明 ,充电方法对电动自行车用铅酸蓄电池的寿命有很大的影响