梯次利用动力锂电池的单体电池电化学性能

随着电动汽车的快速发展,大量车用动力锂电池面临退役。对退役动力锂电池进行合理的梯次利用,可以降低动力锂电池的全寿命周期成本,提升动力锂电池的利用价值,对电动汽车行业的快速发展具有重大意义。将退役的车用动力锂电池包进行拆卸,对其单体电池外观和电化学性能进行测试,测试结果表明:单体电池的外观尺寸符合要求,开路电压压差值较小,内阻极差值达12.66 mΩ,容量衰减较为严重,在1 C下放电温升高达56℃,贮存28天后的容量保持率为89.4%。     

锂电池性能一致性监测装置

为保证便携设备的正常使用,有必要对其内置锂电池进行实时监控。基于DS2438电池监测芯片开发的锂电池监控装置能实现锂电池状态实时监测,状态异常时通过蜂鸣器自动报警。该装置通过STM32微控制器控制DS2438电池管理芯片及其相应的外围电路,实现对锂电池温度、电流、电压及剩余容量的测量,能将数据通过串口通信传输到PC机。     

锂电池动力电源单体电池电压检测系统设计

运用单片机(MCU)和电池管理专用芯片(IC)LTC6803构成了串联锂电池组单体电压检测系统。多个以LTC6803芯片为核心的电池管理单元通过电流型SPI总线实现级联,以单片机作为SPI总线主机,实现了大规模串联电池组单体电池的电压检测。研究了单体电池检测数据可靠性的提高方法以及数字定标方法,通过均值滤波和数字定标等方法提高了电压检测的分辨率并降低了测量误差。100个连续数据点检测实验结果表明,该系统的单体电池电压检测误差小于2 mV。     

直流内阻对锂电池性能和配组电压一致性研究

对铝壳IFP1865140-12Ah方形锂电池直流内阻进行测试,考察了在常温下直流内阻对电池电性能如放电特性、功率特性、搁置特性和循环特性的影响,研究了直流内阻对电池配组后电压一致性的影响。结果表明,直流内阻在电池电性能方面有着重要的影响,直流内阻低的电池电性能更好。直流内阻一致性好的电池配组后电池组的一致性会更好,能够避免电池的过充或过放,延长电池组的使用寿命,提升电池组的性能。     

关于家用空调器分流器单体差异对产品性能一致性影响分析

家用空调器在批量生产过程中,由于制冷系统的零部件结构不合理,会导致产品性能出现波动,能力和能效比(EER)下降,达不到企业标准性能要求,本文重点对影响产品性能一致性、稳定性的重点关键因素之一,分流器的单体的结构差异和选型结合实际生产出现的问题进行分析,对其对产品性能的影响进行模拟对比测试,找到问题的原因,为解决此类问题提供判断的依据。     

磷酸铁锂动力锂电池存储性能的影响因素

对铝壳9Ah圆柱动力锂离子电池进行存储性能测试,考察了温度、SOC(荷电状态)、时间等因素对磷酸铁锂动力电池存储性能的影响。结果表明,随着存储时间的延长,电池的性能都发生了不同程度的衰减;温度越高对电池的容量衰减影响越大,但对电池功率能力的影响较小;不同SOC对电池的存储影响各不相同,0%和100%SOC均不是最有利于电池性能发挥的最佳荷电状态,综合各种因素,常温下50%SOC为最佳。     

基于单体锂电池的高增益变换器对比研究

为解决锂电池组中的电池均衡问题,此处提出以单体锂电池作为输入电源,通过高增益DC/DC变换器升压来满足负载电压需求的解决方案。分析了Boost-Flyback和Boost-Forward两种典型高增益DC/DC变换器的工作原理与特性。在单体锂电池的应用方面,对两种变换器进行了比较研究。最后,搭建了变换器样机,实验结果验证了理论分析的正确性。     

液冷管道对动力锂电池组温度场影响研究

锂电池被广泛用于电动汽车来代替传统能源,但由于锂电池适宜工作最高温度为50℃,所以有效控制电池组温度对于电动汽车设计尤为重要。建立了液冷散热锂离子电池组有限元模型。对不同流道数量的电池组进行仿真,可知增加流道数量能够降低电池组最高温度;分别对相同截面积的圆形和矩形流道电池组进行放电过程热仿真,可知采用矩形流道能比圆形流道更能有效降低最高温度,但同时会提高电池组内最大温差;对不同长宽比的矩形截面流道电池组进行仿真,可知增大流道截面长宽比,能有效降低电池组的最大温度,但过量增大截面长宽比会提高电池组内温差,使电池组的均温性能下降。     

动力驱动系统锂电池单体充电特性的实验分析

对动力驱动系统单体18650锂电池采用"恒流-恒压"的充电方式,通过对单体18650锂电池充电曲线以及相关数据的分析,得出了单体18650锂电池在充电后期(恒压阶段)所充入的容量占总容量的比例很小,而且所用的时间很长,充电效率很低的结论。所以对充电时间进行了限制,以不同倍率的电流进行1 h的充电,记录下电池的端电压、容量和时间,得出以0.5 C倍率的电流对单体18650电池进行充电,充电效率最好。     

乙二醇对18650动力锂电池组温度场影响研究

将乙二醇作为冷却工质,并且建立18650动力锂电池组模型,将冷却液流速,电池组的放电倍率作为变量,通过流固耦合热仿真,对温度云图、最高温度、电池组和电池间的温度差等结果进行分析,得出在不同放电倍率条件下,冷却液体流速对电池组温度场的影响规律。结果表明采用液体冷却能有效控制电池组最高温度,得到良好的均温效果;增大冷却液流速,能够有效降低锂电池组的最高温度,而且用乙二醇作为冷却液体能有效地控制锂离子电池间的温差,并且随着流速的增大,电池组的最高温度与温差变化趋于平缓。     

动力锂电池性能衰减过程内部结构分析研究

以电动汽车退役动力锂离子电池(退役电池)、报废动力锂离子电池(报废电池)为研究对象,利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、电化学充放电仪、内阻测试仪、气相色谱仪等仪器研究电池外特性衰退过程电极表面形貌及活性物质材料的理化特性,研究引起动力锂离子电池性能衰减的原因。研究结果表明:电极活性物质和导电剂的溶解与脱落,电极材料粒径尺寸和形貌变化,以及负极表面SEI膜重复再生是导致动力锂离子电池性能衰减的主要原因。此外,上述情况的发生导致电池内部不断产生气体,电池内阻增大,电极极化加剧。     

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.     

单体电压不一致性对锂电池储能系统容量衰减的影响

电池的不一致性是指同一规格、同一型号的电池在电压、内阻、容量等方面的参数差别。其中,电压不一致性的表现相对直观,也容易被测量。在MW级电池储能电站中,需要通过串并联成组来满足储能系统的电压等级和容量需求,电池单体数量高达几万节,而单体电池不一致性的存在,将不可避免地影响储能系统整体性能。针对200 kW/200(kW·h)锂电池储能系统和250 kW/1(MW·h)锂电池储能系统在不同时间阶段进行容量标定实验,经过长期运行后,分析单体电池电压不一致性对电池系统容量衰减的影响。结果显示:经过2年的运行,250 kW/1(MW·h)锂电池储能系统充电性能衰减了4.24%,放电性能衰减了2.6%,单体电压不一致性变化不大,而200 kW/200(k W·h)锂电池储能系统充电性能衰减了25.976%,放电性能衰减了27.120%,说明具备充放电均衡控制策略的锂电池储能系统能够很好地改善单体电压不一致性变化;250 kW/1(MW·h)储能系统已累计运行相当于100%DoD(depth of diacharge)充电27.11次,相当于100%DoD放电23次,充放电次数是造成该储能系统容量衰减的主要原因。     

动力磷酸铁锂电池性能分析及SOC估算研究

在介绍磷酸铁锂电池基本性能的基础上,对几种常用的SOC估算方法进行了对比分析,最终选择了采用BP-神经网络的方法对电池的SOC进行估算。同时,为了提高估算的精确性,对训练样本进行了优化处理。仿真实验证明,改进后的SOC算法具有估算准确率高,实时性好的优点。     

正极材料对钛酸锂电池性能的影响

分别以LiMn₂O₄、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂和Li₄Ti₅O₁₂为正负极活性物质,制备钛酸锂软包电池。研究了两种正极材料对钛酸锂电池性能的影响,结果表明正极材料的工作电位对电池大倍率放电和充电的性能有较大影响,正极材料的表面包覆有利于抑制电解液在高温55℃的分解改善电池寿命。LiMn₂O₄/Li₄Ti₅O₁₂电池10 C放电容量达到了标称容量的95%;LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂/Li₄Ti₅O₁₂电池10 C充电恒流比达到了92%,其55℃、2 C循环1 200次后容量保持率在80.3%以上。     

汽车用动力锂电池研究

采用三元材料(NCM)为正极活性物质,人造石墨与软碳为负极材料制成20 Ah的锂离子铝壳电池,研究了电池的电化学性能,实验表明:单体电池的循环寿命达到2 000次,容量保持率仍然在80%以上;低温-20℃放出87.79%的容量,高温55℃放出100%的容量,表现了很好的高低温性能;以3 C充电充入容量的80%,其中恒流充入整个容量的95%,5 C放电放出设计容量的96.35%;倍率性能也有较好的表现。制备的三元体系汽车用动力锂电池,具有较宽的使用温度范围和较长的循环寿命,满足了汽车用使用要求。     

动力锂电池折旧率的规律研究

碳酸铁锂电池在使用过程中,各项参数会发生规律性变化,其折旧率的规律是反映锂电池能量的重要指标。通过建立电池模型,研究了锂电池剩余电量的估计方法,列举了常见的电池SOC(电池的荷电状态,State of Charge)的估计方法,分析了各种方法的优点和局限性,提出基于人工神经网络模型的SOC预测方法,并在车仿真软件ADVISOR上进行仿真分析。最后通过动力电池SOC的仿真结果,给出了电动汽车动力电池SOH(电池的寿命状态,State of Health)的预测方法,提出通过曲线拟合模型进行预测,得出电池衰减速度的规律。     

动力锂电池的寿命研究综述

对国内外动力锂电池的寿命研究进行了综述。从动力电池的寿命定义入手,分析了温度、充放电电流、充放电截止电压等因素对电池寿命的影响。介绍了动力电池的寿命测试方法,包括循环寿命测试和日历寿命测试、电动汽车寿命模型和电动汽车健康状态(state of health,SOH)的估计。提出了动力锂电池寿命研究有待解决的问题。     

六氟磷酸锂浓度对锂电池性能影响的软件测试

采用LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)/石墨体系并利用浓度为1.25和1.30 mol/L的六氟磷酸锂电解液,研制额定容量为4.5 Ah的功率型软包装锂离子电池。Ba tte ry Monitor软件充放电测试表明,当六氟磷酸锂的浓度为1.25 mol/L,并添加二氟苯硼酸锂电解液的电池,功率性能及循环性能较好,248 A(约55 C)放电容量为3.995 Ah,可达到5 A放电容量的84.8%,平均比功率为4 325 W/kg,500 A脉冲放电2 s实验的瞬时比功率达到8 700 W/kg。