航空锂离子电池内阻测试研究

以航空钴酸锂离子电池为研究对象,通过混合脉冲功率特性测试方法来测试钴酸锂离子电池在不同温度和SOC状态下内阻变化规律。通过数据计算出钴酸锂离子电池的欧姆内阻和极化内阻,并分析现象产生的原因。研究表明:在相同温度下钴酸锂电池的SOC处于20%~90%范围内极化内阻波动很小,可视为定值。当电池处于相同的SOC下,随着环境温度降低特别是低于10℃时,极化内阻上升显著。当电池处于相同温度下时,当温度低于10℃时,随着SOC的减小钴酸锂电池欧姆内阻上升显著。得出结论是钴酸锂离子电池的极化内阻对温度变化敏感,而欧姆内阻对SOC变化敏感。钴酸锂离子电池的内阻特性变化规律为在线SOC估算提供研究基础和依据。     

三元锂电池内阻特性的研究

以2.9 Ah三元锂电池为实验对象,参考FreedomCAR功率辅助型混合动力车电池测试手册,利用HPPC混合脉冲功率测试方法测试不同脉冲电流大小、不同脉冲时间长度下充放电过程中的内阻,实验温度为25℃,得出充放电状态下内阻的变化规律。实验结果表明,随着SOC的增加,充放电过程的内阻都呈现减小趋势,放电过程的内阻R值高于充电过程的内阻R值,且SOC=0.3后,放电过程的R值趋于稳定状态;随着脉冲电流大小的增加,内阻R值减小;随着脉冲时间的增加,内阻R值增加;SOC=0.1和SOC=0.2时的内阻R值明显大于SOC=0.3到SOC=0.9时的R值。     

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。     

航空钴酸锂电池的温度特性研究

温度对锂电池的容量和充放电特性等关键指标有着重要的影响,对其进行研究可以为锂电池的实际使用和维护以及SOC估算提供依据。以航空钴酸锂电池为对象,通过实验研究其容量、充放电曲线在不同环境温度下的变化规律。结果表明:在环境温度高于20℃时电池容量变化不明显,但在环境温度低于0℃时,电池容量将快速下降。在低温环境下充电时,电池容量在平台区时变化很大,且上升速度明显大于在高温环境下。在低温环境下,特别在低于-20℃时,电池在放电过程中电压下降速度激增。放电初期,电池电压下降较快,进入平台区放电速度减慢,但一旦电池电压低于3.7V,电压急速下降。     

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。     

不同放电倍率下的锂电池欧姆内阻测试分析

以常用磷酸铁锂电池为研究对象,分析了电池欧姆内阻特性在不同放电倍率下的变化关系。通过混合脉冲功率特性(Hybrid Pulse Power Characteristic,HPPC)实验法,分析获得了电池欧姆内阻与放电倍率和荷电状态(State of Charge,SOC)之间的关系。研究结果表明,相同放电倍率下,电池欧姆内阻随着电池SOC的减小而增大;相同电池SOC状态下,电池欧姆内阻随着放电电流的增大而增大,从而明确了电池欧姆内阻受放电倍率和SOC共同影响。     

基于过渡过程锂电池内阻特性分析研究

以常用锂电池为研究对象,通过以瞬间电流变化情况,研究分析了锂电池内部电阻特性,提出了以电路模型为基础的内阻估算方法。通过过渡过程实验,研究结果表明,锂电池内阻在不同荷电状态(State of Charge,SOC)下呈现规律性的变化,提出了一种实时监测电池内阻的估算方法。     

磷酸铁锂电池充放电循环过程中电化学阻抗实验研究

本文研究了磷酸铁锂电池充放电循环过程中电化学阻抗变化特征，采用不同规格磷酸铁锂电池在不同放电深度（DOD）、荷电状态（SOC）、充放电倍率等条件下进行实验。实验结果发现:在一定充放电循环周期内，电池欧姆阻抗基本维持稳定，说明电池经过长期充放电循环后未出现严重劣化；电荷转移阻抗先减小后增大，表明在充放电循环初期电池被活化，但在循环后期电池性能逐渐衰退，电荷转移难度增加；固态扩散阻抗仅在充放电循环初期出现显著下降，随后保持稳定，表明初期活化过程可明显改善锂离子的固态扩散。进而得出:若电化学阻抗谱中各部分电阻值无明显增大，表明电池未出现严重的性能衰退，内部性质稳定；用电荷转移阻抗变化可对电池衰减性能进行准确评价；造成电池阻抗增大的主要原因在于正极阻抗的增加。     

锂电池RC等效模型参数的温度影响

以锂电池RC等效模型为基础,研究不同环境温度下对RC等效模型参数的影响。在不同温度的环境下,分别对锂电池进行充放电实验,标定锂电池容量,研究温度对锂电池放电能力的影响;取充放电过程中电压的平均值,计算开路电压,研究温度对开路电压的影响;通过采集的充放电数据,辨识不同温度下锂电池欧姆内阻、极化内阻、等效电容和时间常数,研究其温度影响。随着环境温度的上升,锂电池容量和等效电容上升趋于缓慢,开路电压和时间常数变化不大,欧姆内阻与极化内阻下降趋于缓慢。     

电动汽车用磷酸铁锂电池充放电特性实验研究

由于电动汽车的运动状况多变,电池的充放电性能随电动汽车运动状况的变化而发生变化。为了提高电池的利用效率,需要了解电池在不同状况下的效率。利用ARBIN动力电池测试仪器对38.4 V/40 Ah磷酸铁锂动力电池进行充放电实验,分析了动力电池在不同充放电电流和不同荷电状态(SOC)下的效率变化特性,建立了锂电池组效率的理论模型和拟合模型,并通过实验验证了拟合建立的效率模型的有效性,建立的拟合效率模型可以用于电动汽车在不同运动状况下控制策略的动态优化。     

锂离子电池荷电贮存性能的研究

将锂离子电池在不同荷电状态(SOC)下贮存,对贮存前后的电池性能进行了测试;对在不同SOC下贮存对电池性能的影响进行了研究,结果发现:电池进行长期贮存时,电池电压在3.80 V左右,电池的综合性能最好;当电池电压超过3.90 V时,对电池的容量、内阻、平台和循环寿命都会产生不利影响;而电池在完全放电态或过低SOC下贮存,电池的循环性能略有下降,电池不能立即使用,且容易出现过放电.     

基于小波复合模型的锂电池阻抗特性研究

储能系统是实现智能电网能量双向流动的重要支撑条件,而大规模成组技术是大规模锂电池储能系统的发展瓶颈。针对锂电池放电时电压特性,将小波分析理论与锂电池等效电路模型相结合,并对SOC(State Of Charge,电池剩余容量)、电池内阻、放电时间之间的三维关系开展了研究,得出电池内阻随放电时间和SOC的变化在不同阶段有不同的变化趋势的结论,提出了电池管理系统中的单体电池切除的理论判断依据,预计对SOC的精确估计有较大的借鉴意义。     

镉镍蓄电池内阻特性研究

介绍了电池内阻及两种电池模型,阐述了交流电桥法测量电池内阻的原理。经过对多种圆柱型密封镉镍蓄电池组用不同的充、放电制度进行电池内阻特性研究实验,表明了镉镍蓄电池在充、放电过程中内阻值波动较大,随充、放电程度的加深内阻增大;在充、放电后期电池内阻上升速率加快;当充电态内阻变化△R比放电态的大时,电池性能更优良;电池内阻过大,充放电过程中△R偏高,充电效率极低,则电池性能差、寿命短。     

基于PNGV电路模型的航空钴酸锂电池内阻研究

对航空钴酸锂离子电池进行PNGV建模。通过模型的建立,可依据测试出的外部变量值来估算电池的内部状态变量。实验使用HPPC(hybrid pulse power characterization)法来获取锂电池在脉冲加载和过渡过程中的各项参数。最后通过Matlab/Simulink对电池的PNGV等效模型进行仿真分析。研究表明:所选取的PNGV模型精度高,能真实地模拟电池充放电特性;在固定温度和已知SOC的情况下,模型参数能得到较准确的估计。本实验结论可为锂电池的内部状态变量估算提供理论依据。     

电传动车辆用锂离子电池组低温加热方法研究

为提高电动车辆用锂离子动力电池的低温充放电性能,以35 Ah锰酸锂电池为研究对象,研究了低温下电池充放电特性,并采用宽线金属膜加热方法对-40℃下的电池组进行加热和充放电实验。实验结果表明:低温下电池的充放电性能大幅衰减,采用宽线金属膜加热方式能够显著提升电池的低温充放电性能;加热后,电池组可进行大电流充放电,可以满足电动车辆的行驶要求。     

磷酸铁锂电池循环老化后不同SOC状态热特性研究

利用加速量热仪(ARC)对经过1 C充放电循环100次后的18650型磷酸铁锂电池在不同SOC绝热条件的热特性进行研究,并对ARC实验后的电池进行解剖分析.结果表明:磷酸铁锂电池在10％SOC和50％SOC状态下升温至159℃泄压阀破裂降温,而后电池不再升温,未发生热失控;在100％SOC状态下159℃左右短暂降温,然...     

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。     

锂电池电化学性能分析测试系统的设计

锂电池电化学性能分析测试一直是研究的热点和难点问题。在分析锂电池电化学性能参数及测量方法的基础上,设计了基于单片机技术的锂电池电化学性能分析测试系统。系统可实现对电池的充放电性能测试以及嵌入式内阻检测。分析了充放电性能测试控制模块以及内阻检测模块的工作原理,给出了系统软件流程图,实验结果表明该测试系统具有较高的精度。     

商用钴酸锂电池过充电安全性研究

过充电是锂离子电池最常见和最危险的失效方式之一,探究锂电池过充电过程中的行为特性与安全性变化至关重要.从充电速率与截止电压两个方面,研究了不同实验条件下商用钴酸锂电池的过充电安全性.结果 表明:充电速率对钴酸锂电池过充测试中电池表面温度的峰值影响较大.随着充电速率的增加,锂离子电池的温升更严重,电池故障所需时间更短;随着过充截止电压的升高,钴酸锂电池内部会发生副反应,导致电池表面温度出现第二次峰值,进而对电池造成不可逆损伤.在高速率充电(3 C)时截止电压对电池峰值温度影响较大,而在中低速率(2 C及以下)时不易受截止电压影响.可为钴酸锂电池的安全性设计和电池管理系统中过充故障的安全管理提供理论依据与技术参考.     

基于容量增量分析的复合材料锂电池分区间循环衰退机理

以35A·h三元锰酸锂复合材料锂电池为研究对象,探索分析锂电池分区间循环衰退机理。基于容量增量曲线峰值分布,将荷电状态(SOC)区间划分为0%~20%、20%~60%、60%~100%及0%~100%四个区间,分别在各区间进行衰退老化实验。为保证电池各循环区间的容量吞吐量一致,以全区间为基准,在40℃下以2C电流共进行600次充放电循环实验。从起始点开始以100个循环为间隔,在室温条件下采用C/20电流进行容量增量分析(ICA)性能测试实验,分析不同SOC区间电池的衰退机理。结果表明:电池在SOC全区间使用时衰退最快,在低端区间使用时衰退较慢;在中低区间的性能衰退主要是由活性锂离子的损失造成的,而在SOC高端区间还包括活性材料的损失和动力学衰退。本文得到的结论为电池的改进设计及使用区间的选取提供了理论依据。