基于PWM技术的磷酸铁锂电池充电装置的研究

针对电动汽车的充电需求,设计完成了一款基于PWM技术的磷酸铁锂动力电池组充电装置。在分析传统磷酸铁锂电池组不足的基础上,理论推导了三相电流型PWM整流器的SPWM间接电流控制算法,选用三相电流型PWM整流器拓扑作为主电路,完成了三相充电装置主电路的硬件设计,搭建了实验平台,完成了开环和闭环实验,实现了功率因数校正。当网侧电压为380 V时,在指令电流为10、30、50和80 A时分别对磷酸铁锂电池组进行充电实验,输出电流恒定且纹波小,充电过程中网侧电流与电压同相位,有效地实现了单位功率因数。     

磷酸铁锂电池SOC估算方法研究

磷酸铁锂电池宽的电压平台和严重的两端极化不利于SOC的估算,但电池的SOC对电池组不一致性和寿命有着重要的影响,因此本文在磷酸铁锂电池的现有SOC估算分析基础上,研究了反应电池电化学特征的伏安特性曲线,提出了不同充电倍率、不同老化程度下可靠和准确的△Q/△V分析方法,利用电池在充电过程中的峰值△Q修正电池SOC值。为电动汽车电池组在线均衡和智能电池系统的管理策略提供依据。     

磷酸铁锂电池内阻的研究

内阻是锂离子电池的重要性能指标,测量了不同温度、不同频率下的交流内阻、直流内阻及电化学阻抗,结果表明:相同温度下,电池交流内阻随频率降低而增加;相同低频下,交流内阻随温度的降低而增加;高频(1 kHz)下,电池交流内阻对温度不敏感;低频下,交流内阻与直流内阻呈线性关系,而且电池交流内阻越大,直流内阻越大;相同频率下,交...     

磷酸铁锂电池研究进展

磷酸铁锂材料已成为最具发展潜力的锂离子电池正极材料之一。针对Li Fe PO4的电子导电率低和锂离子扩散速度慢这两个缺点,综述了磷酸铁锂材料在元素掺杂、表面包覆或修饰、通过降低粒子尺寸改变其充放电机制以及寻找固溶体等方面的研究进展,对磷酸铁锂未来的发展方向进行了展望。     

磷酸铁锂电池恒流充电过程中的温度特性分析

针对混合动力电动车用磷酸铁锂动力电池在大电流快速充电过程中产热易导致电池组热失控的问题,以磷酸铁锂动力电池为研究对象,分析了充电过程中电池的热特性,提出了一种基于容量增量d C/d VC的磷酸铁锂动力电池动态温度分析方法。在此基础上,对国产某方形磷酸铁锂动力电池进行了恒流充放电及其动态温度测试实验,讨论了电池容量增量与充电电压平台、产热及温度的变化关系。结果表明:电池容量增量与其温度存在动态对应关系,电池容量增量较大的电池,其产热较大和对应的温度较高,这将是电池温度控制的重点。     

磷酸铁锂电池荷电状态估算方法研究

电池的荷电状态(SOC)是电池管理系统要实现的重要功能之一。精确估算电池的荷电状态能为提高电池利用率和延长电池寿命起到重要作用。分析温度、放电倍率、充放电循环次数等因素对电池容量的影响,结合磷酸铁锂电池本身的特性,提出一种改进的安时计量法与开路电压法相结合的估算方法对SOC进行在线估算。应用到自平衡两轮车上,实验测试结果显示此方法能够实时、准确地估算电池SOC。     

磷酸铁锂电池储存性能研究

评估了一种高功率的磷酸铁锂电池在长时间满荷电储存以后的电性能,认为其具有良好的满荷电储存性能,可用于长期储存型锂电池组的开发设计。     

不同温度下磷酸铁锂电池内阻特性实验研究

以电动汽车用能量型磷酸铁锂动力电池为研究对象,通过不同温度(-20~40℃)下的电池充放电实验和混合脉冲功率特性法(HPPC)测量电池内阻,研究了环境温度和荷电状态(SOC)对电池充放电欧姆内阻、极化内阻和总电阻的影响。结果表明:随着温度降低,充放电欧姆内阻和极化内阻均增加,但欧姆内阻的变化率大于极化内阻;欧姆内阻是电池内阻的主要组成部分,对温度的敏感性比极化内阻更高;随着温度降低,欧姆内阻增加的变化率逐渐增大;在某一固定温度下,极化内阻比欧姆内阻受SOC的影响更大;SOC在0.2~0.8范围内,电池充放电内阻基本稳定,动力电池的荷电状态应控制在此区间内,以获得良好的功率特性。     

磷酸铁锂电池均衡技术的研究

针对磷酸铁锂电池组各电池单体荷电状态(SOC)不均衡问题,本文在详细分析基于Buck-Boost变换器的电感双向均衡电路的基础上,提出了一种改进型电感双向均衡电路和均衡策略.此控制策略在未增加硬件成本的前提下,以基于扩展卡尔曼滤波法的电池SOC作为均衡变量,采用主动式段内、段间均衡方式,实现了各单体电池间均衡过程的平滑过渡.最后,通过仿真,进一步验证了该改进均衡电路有效性和可行性.     

磷酸铁锂电池模组健康度快速评估方法研究

电池健康度的快速评估是低成本的退役电池梯次利用的关键技术之一。该文采用概率密度函数分析了磷酸铁锂电池模组充放电过程中工作电压的变化规律,研究了概率密度和概率这两个特征指标与电池健康度的关系。研究结果表明,无论是充电过程还是放电过程,电池模组健康度与概率密度之间有很好的线性关系,用概率密度这个特征指标可以作为磷酸铁锂电池模组健康度的快速评估指标。放电过程中电池模组健康度与概率之间有较好的线性关系,但是不如概率密度的线性关系好。     

磷酸铁锂电池应用展望

2020年以来,磷酸铁锂电池市场开始回暖并进入了新的增长周期.特斯拉搭载磷酸铁锂电池迅速拉动了磷酸铁锂市场.2021年初新能源汽车补贴政策正式落地,给主机厂在新能源车型规划方面指明了方向.2021年之后磷酸铁锂电池在新能源汽车、储能、二轮车、重型卡车、电动船舶都将有更加强劲的发展.本文依据作者的工作经验和公开信息,总结...     

锂电池芯及PACK的一些常见问题

正前言:电池PACK,就是电池芯的组合,也就是一个以上的电池芯,并配有相应的保护系统,电池PACK就是带有保护系统的电池组。目前由于锂电池得倒广泛应用,锂电池制造厂家很多,相应的锂电池PACK企业也很多,电池保护系统能对过充、过放、过电流都分别提供两道安全防护,每道防护的失败率如果是万分之一,两道防护就可以将失败率降到一亿分之一。常见的电池充电系包含充电器及电池组两大部分。     

18650磷酸铁锂电池不同放电倍率下产热机理研究

利用多物理场耦合软件COMSOL-Multiphisics建立了二维轴对称电化学-热耦合模型.探究了不同倍率放电下18650磷酸铁锂电池电极区域和隔膜区域的产热情况,并根据不同区域的热量积累,进一步分析了放电倍率的增加对反应热、欧姆热以及极化热等不同类型产热的影响.结果表明:随着放电倍率的增加,产热区域主要以正极产热和...     

软包装磷酸铁锂电池特性

研究了软包装锂离子电池不同工作SOC范围的循环寿命及电池利用率和夹板在循环寿命改进中所起到的作用,优化电池应用方法.实验电池分别在SOC 0％～100％、10％ ～ 90％、20％～80％和30％～70％之间进行循环,结果表明减小电池工作SOC范围对电池寿命影响不大,但电池利用率明显降低;夹板对电池循环寿命改进明显.软...     

锂电池四阶段智能充电方法的研究

锂电池充电是一个复杂的电化学反应过程,充电过程中存在极化效应,极化效应会增加电池温升和析气,影响充电效果。根据充电过程中电池特性变化将马斯充电曲线划分为预处理、恒流充电、曲线跟踪充电、脉冲充电四个阶段,提出一种锂电池四阶段智能充电方法。针对锂电池的不同充电阶段采取相应的充电策略,动态调整充电电流,在缓解电池极化效应的同时控制电池温升,有助于提高锂电池充电效率和电池使用寿命。仿真结果表明,该方法可以实现锂电池的充电过程,满足充电需求。     

磷酸铁锂电池电压一致性改善研究

从环境温度和分容方式两方面进行实验,最终确认了环境温度在35℃结合分容放电后以小倍率电流续放电或微补电的方式,对电压一致性的改善有显著作用.     

磷酸铁锂电池自放电筛选工艺研究

锂离子电池广泛应用于新能源汽车行业,是新能源汽车的核心动力零部件,一般数百只电池以一定的串并联方式组合成电池包.电池的自放电是影响系统性能的一个重要因素,当系统中有电池发生自放电时,循环寿命会在电池自放电的影响下显著降低.自放电的有效检出是保证系统性能的关键.通过K值法对比了三种化成工艺对电池自放电检出率的影响,并通过...     

磷酸铁锂电池直流电源系统应用研究

将铅酸电池和磷酸铁锂电池在常规性能、温度特性、寿命特性、充放电特性做了对比,从性能、成本、使用维护、安全性和废弃处理等方面分析了磷酸铁锂电池在变电站直流系统中运用的可行性,并提出了基于磷酸铁锂电池的直流系统在变电站中运用的技术设想。     

废旧磷酸铁锂电池再生技术研究

研究使用N-甲基吡咯烷酮分离废旧磷酸铁锂电池中的正极活性物质与集流体,探讨分离效率随固液比、温度和时间的变化关系,再对分离得到的磷酸铁锂活性物质使用高温固相进行再生。结果表明,60℃固液比为1 g/10 mL,反应12 min时,正极活性物质与集流体的分离效率可达90.26%;高温固相中,原料粒径在0.054 mmd3≤0.063 mm范围,温度700℃,焙烧8 h时再生的磷酸铁锂粉末的XRD图谱与其标准物质较吻合,SEM图像表明其颗粒大小均匀、形貌分明。