电动汽车用锂离子电池低温性能和加热方法

为提高锂离子动力电池的低温充放电性能,以锰酸锂80 Ah电池单体为研究对象,进行低温下电池充放电特性实验研究,提出宽线金属膜加热方法,并对-40 ℃下的电池单体进行加热和放电实验,采用不同的预热时间,对加热后电池放电性能进行比较实验.结果表明:低温下,电池的充放电性能显著衰减,采用宽线金属膜加热方式能显著提升电池的低温放电性能;同时,通过对比实验发现,仅增加预热时间对提高低温电池放电性能的效果有限.     

混合动力汽车电池管理系统

针对长安混合动力轿车,研究了镍氢动力电池及其管理系统,建立了镍氢蓄电池的数学模型;同时对电池管理系统的总体结构、电源电路、采样电路以及检测电路进行了设计和研究,并通过Bitrode实验测量电源系统电压、电流以及SOC等,对管理系统的性能进行模拟,提高了系统的可靠性和测量精度。     

负载隔离式电动汽车动力电池建模及仿真研究

针对传统电动汽车采用单一电池组作为储能系统导致动力电池组发生过充、过放和过热等问题,本文基于负载隔离式电动汽车工作特性,提出了两组动力电池交替放电为车辆提供能量。分别搭建两组动力电池仿真模型,结合动力电池运行基本参数,在Matlab/Simulink环境下建立了基于逻辑门限值方法的动力电池充放电切换控制策略;在Advisor中串联式混合动力电动汽车的基础上进行二次开发,将两组动力电池的模型以及充放电切换控制策略模块嵌入到顶层模型中,结合工况对整车进行仿真实验分析。实验结果表明,该动力电池仿真模型所建立的动力电池充放电切换控制策略可行,可以满足负载隔离式电动汽车在不同工况下对功率的需求。该研究具有一定的实际应用价值。     

混合动力电动汽车蓄电池特性的路试研究

针对提高蓄电池驱动能力问题,提出了一种将蓄电池的能量全部用于驱动电动汽车的辅助混合动力配置方式.对纯电动、辅助混合动力2种方式下蓄电池工作特性进行了道路实验对比,包括匀速、加速条件下充放电电流与电压特性的比较及一次充电续驶里程的比较.实验表明,辅助混合动力配置方式可以有效地缓解蓄电池的电压下降,使电动汽车提高10%续驶里程.     

混合动力挖掘机用镍氢电池SOC估算策略

针对混合动力液压挖掘机上电池充放电工况复杂的问题,提出一种新的结合能量守恒模型和改进型电阻、电容等效电路（RC）模型的电池剩余电荷状态（SOC）综合估算方法,其中能量守恒模型增加了电池的反应热,改进型RC模型在RC模型基础上增加了迟滞效应电压,并运用sigma点卡尔曼滤波法对改进型RC模型的数据进行精确观测,通过调节权重系数将两者结合.针对镍氢(NiMH)池进行充放电实验,并采用能量守恒法、改进型RC模型法以及两者相结合的综合估算方法进行SOC估算的对比研究,结果表明：综合估算方法精度较高,适用混合动力液压挖掘机上电池的SOC估算.     

纯电动教练车混合动力电源控制系统设计

纯电动教练车采用蓄电池作为单一动力电源时,在动力性能、续航里程等方面存在着不足,很难满足高功率密度和高能量密度的要求,而蓄电池与超级电容在性能上具有很强的互补性.将能量密度高的蓄电池与功率密度高的超级电容通过DC/DC变换器连接到直流母线上构成电动教练车的混合动力电源系统,不仅使蓄电池能够避免大电流放电的冲击,延长蓄电池的使用寿命,而且使电动教练车供电系统能满足高能量密度的需求.仿真与实验结果表明,混合能源系统能够有效地增加电动教练车的续驶里程.     

基于DC-DC开关电源的梯次电池并联特性研究

为提高动力梯次电池的输出性能,本文基于直流-直流变换(direct current-direct current,DC-DC)开关电源,对梯次电池并联特性进行研究。以某小型电动观光高尔夫汽车退役的磷酸铁锂电池为研究对象,设计了一种DC-DC开关电源技术,实现对梯次电池的充放电。同时,对电池内阻、剩余容量及初始SOC不一致的情况进行研究,验证了梯次磷酸铁锂电池在内阻差别较小的情况下可进行小电流放电,对电池的总容量影响较小。同时,使用DCDC开关电源对电池进行充放电实验。实验结果表明,当SOC较低时,梯次电池的极化内阻明显变大,电池不一致性显著增加,利用梯次电池时,应选择20%～80%的SOC。该研究为梯次电池的循环利用提供了理论基础。     

基于Fluent的锂离子动力电池的热分析

锂离子动力电池的温升现象严重影响电池的寿命和汽车的安全性.本文分析了锂离子动力电池的生热机理,进行了热效应模型的建立和热物性参数的确定.建立了电池三维模型并进行网格划分,选择稳态流动的求解方法及设置合理的边界条件,最后对电池进行2 A、3 A、4 A和5 A的恒流热分析.仿真结果表明不同恒流放电下,电池的最低温度、最高温度和最大温差都不同,放电电流越大,电池的最低温度、最高温度和最大温差都随之增大.     

动力锂离子电池老化速率影响因素的实验研究

针对动力锂离子电池的老化现象,以高比能量锂离子电池LG-21700为研究对象,以放电容量、欧姆内阻以及极化内阻作为表征参数,基于电池测试系统分别探究了充电倍率、放电倍率、充电截止电压、放电截止电压以及环境温度5种老化应力对电池老化速率的影响.研究结果表明:充放电倍率越大时,容量衰减速率越快,欧姆内阻和极化内阻的增长速率越快;充电倍率是影响老化速率的决定性因素,当充电倍率达到1.00 C时,电池的循环性能极差;充放电的截止电压区间越大,电池容量衰减速率以及欧姆内阻、极化内阻的增长速率越大;恒流恒压的充电方式有助于延缓老化;动力电池在低温环境中进行老化时,由于锂沉积的作用,其容量衰减速率以及内阻增长速率剧烈升高.综合考虑电池的容量特性、循环特性以及工作温度,在30～35℃进行充放电不仅可以延缓电池老化,还可以提高电池的工作性能,保证电池安全.综上,减小充放电倍率、充放电深度以及在合适的环境温度使用电池可以有效延长电池的使用寿命.     

软碳负极材料锂电池充放电特性研究

为了研究软碳负极材料锂电池充放电特性,验证其作为储能电池的可行性,本文利用电化学工作站对锂电池单体进行了实验测试。实验结果表明,软碳负极材料的锂电池无明显的充放电平台,充电过程中电池的电流接受能力良好,充电效率较高。当电池在大倍率放电时,其放电容量仍能保持在较高范围内。在低温条件下放电率有所下降,但放电率仍能达到80%以上,电池具有良好的低温性能。电池内阻相对较小,可以提高电池的充放电效率,同时电池发热量较少,电池的循环寿命可以得到大幅延长。因此软碳负极材料锂电池具有优越的倍率性能、低温放电性能和循环性能,满足作为储能电池的设计要求,也为后期储能系统的研制提供了支撑。     

电动汽车蓄电池双向充放电系统的研制

针对电动汽车行驶过程中能源浪费的问题,采用电流可逆斩波电路,实现了电动汽车刹车制动时电能的再回收.选用高性能的DSP芯片设计了电动汽车蓄电池充放电电路,能够控制充放电的电流和电压,优化充电过程,提高了充电效率和电池使用寿命.     

Test Analysis of Traction Battery Peak Power

The test process of electric vehicles (EVs) traction battery peak power is analyzed in detail. Aimed at a special ““traction““ design of versatile battery-HORIZON C^2M Battery, the features are introduced. According to the peak power test schedule, the test parameters of HORIZON C^2M Battery are calculated and the charging and discharging experiments are carried out. The sustained (30 s) discharge power capability of battery at 2/3 of its open circuit voltage at each of various depths of discharge is determined. The dynamic internal resistance under peak power test is established. Considering the temperature impact during discharging, the peak power capability at each of various depths of discharge is corrected. The correctness of peak power test is validated by combining theory analysis with test results.     

蓄电池自我监控系统的研发

随着电子开关技术和智能微电网技术的发展,研发大容量蓄电池控制系统成为了亟待解决的问题.提出了针对大容量蓄电池的控制系统,可以提高电池使用的安全性,使用寿命,使用效率,同时降低成本.所设计的蓄电池控制系统具有以下功能：蓄电池充放电电压监控,电流监控,内阻、温度监控.进行了蓄电池并网的充放电试验,验证了系统的合理性和正确性.     

电动汽车充放电特性及其对配电系统的影响分析

随着电动汽车技术特别是电池技术的发展和一些发达国家在政策方面的大力支持,电动汽车在最近几年得到快速发展.大量电动汽车的广泛应用肯定会对电力系统尤其是配电系统产生影响,因此就很有必要研究电动汽车充电时的需求特性和电动汽车接入网络(Vehicle to Grid,V2G)时的放电容量曲线.在此背景下,采用蒙特卡洛仿真方法首...     

基于单Z源三电平SVPWM逆变器的电池充放电控制方法

提出了基于单Z源三电平SVPWM逆变器的蓄电池充放电策略,并设计了闭环控制系统.研究了电流前馈解耦的阶段式充电、功率前馈解耦的恒功率放电,以及恒功率放电时的升压控制方法.经Matlab仿真验证,该系统可实现蓄电池充电时的限功率恒压、恒流控制,以及具有升压特性的输出恒功率并网控制.     

电动汽车协调充放电对电网的影响

分析了电动汽车接入电网后的影响,建立了电动汽车参与电网负荷调节的模型,采用粒子群算法进行优化求解,通过IEEE14节点网络仿真,验证了电动汽车协调充放电对电网负荷曲线和电压稳定的作用.     

电动汽车储能电池组管理系统的研制

研制一种电动汽车储能电池组管理系统 ,该系统可预测电池组剩余电量和车辆剩余里程 ,判断电池是否需要充电、是否损坏或是否因老化而需要更换 .系统能显示电池组总电压、单块电池端电压 ,显示单块电池自使用以来累计放电总量 .当电池组总电压或单块电池端电压过低 ,或电池温度过高时 ,系统能给出报警信号 .系统以微处理器为核心 ,采集并记录电池组充放电电流信号、电池组总电压信号、各块电池的端电压信号和温度信号 ,以铅酸蓄电池为例 ,较详细地探讨了电动汽车上铅酸蓄电池组剩余电量的数学模型 .系统在实验室里运行情况良好 ,达到了预期要求     

独立光伏发电系统高效充电控制器设计

针对小功率独立光伏发电系统中铅酸蓄电池使用寿命短、充电效率低的问题,提出基于放电脉冲的3阶段充电方法.该方法通过放电脉冲控制铅酸蓄电池的自放电,以增大铅酸蓄电池的可接受充电电流,使铅酸蓄电池能够完全吸收光伏电池组件输出的电能,提高独立光伏发电系统的充电效率.该方法结合最大功率跟踪算法协调铅酸蓄电池与光伏电池组件之间的工作关系,提高独立光伏发电系统的工作效率.根据这一思路设计具有高充电效率的独立光伏发电系统控制器.与传统控制器相比,它不仅提高了光伏电池组件的利用率,加快了对蓄电池的充电,而且可以保护蓄电池并延长使用寿命.     

考虑环境温度的电动汽车充电负荷预测

为了保证电动汽车充电负荷预测更加准确、合理,分析了环境温度导致电池特性、空调能耗和道路状况的变化对电动汽车充电需求的影响.考虑环境温度因素,引入能耗因子计算单位里程耗电量,利用蒙特卡洛法计算了单辆车的充电负荷需求,再累加到总的充电负荷曲线上.以2020年上海市电动汽车为例仿真计算,验证了在不同温度影响下,电动汽车充电负荷会发生明显的变化.     

移动机器人能源自治研究与进展

针对国内外目前研究现状,主要介绍了实现移动机器人能源自治的方法.重点分析了基于太阳能的机器人能源自治系统组成,并分析了跟踪机构,太阳能光电转换,蓄电池充、放电等关键技术.结合现有实现方法的特点,探讨了移动机器人基于太阳能的能源自治发展趋势.