电动汽车用电池管理系统设计

随着电池汽车行业的发展,电池管理系统作为电池控制的核心变得越来越重要。本文设计了一款电动汽车用电池管理系统,包含电池测量单元、高电压单元和电池控制单元三部分。电池测量单元负责测量电池单体信息,高电压单元负责测量电池总体信息,电池控制单元处理电池信息并给出控制命令。经实验验证该电池管理系统稳定可靠,满足电动汽车电池管理需求。     

基于ANSYS的电动汽车动力电池温度场的研究

针对电动汽车动力电池在各种工况下的温升以及电池成组后温度场分布问题,应用有限元软件Ansys,对电池0．3C、1C放电至截止电压时的温升进行热仿真分析;对成组电池0．3C放电至截止电压进行了温度场仿真;对电池单体,分析了在电池上添加散热肋片时电池的温升。结果显示：随着电池放电倍率的上升,电池的温升越高,电池内外的温度不均匀性越大;电池成组后放电时会产生热量聚集现象,使位于中间位置的电池温度进一步上升;散热肋片能使电池最高温度下降2℃左右,但由于电池包中电池间隙太小导致其增加散热效果不明显。     

基于等效电路电池模型参数辨识方法的适应性研究

使用基于DP模型的非线性等效电路模型建立电池系统通用模型,基于HPPC脉冲实验对电池模型进行参数辨识,并研究电池模型以及其参数辨识方法对于锂离子电池和铅酸电池的适应性.实验表明,对于锂离子电池和铅酸电池,该非线性模型具有较好的模型精度,同时其参数辨识方法也具有一定的适应性.     

[动力电池]基于模型的动力电池系统多尺度热安全设计

针对锂离子动力电池系统的热安全问题,从电池材料、电池单体、电池系统三个尺度,提出了基于模型的电池系统热安全设计开发总体思路。总结了电池材料热稳定性、电池单体热失控特性、电池系统热失控蔓延特性等的测试表征方法。探讨了建立电池热失控的化学反应动力学模型、单体热失控温度与压力预测模型、电池模组热失控蔓延模型过程中需要考虑的因素。利用模型进行仿真分析,可以得到影响电池系统热安全性的主要因素,并指导多尺度热安全设计。     

单相智能电能表电池欠压故障分析

单相智能电能表时钟电池与抄表电池共用一块电池。时钟电池为实时时钟模块、相应电路及器件提供电源;抄表电池保障电能表停电抄表、全失压和停电开盖检测等功能,并为相应电路及器件提供电源。该文主要剖析单相智能电能表电池欠压故障对电能表运行产生的影响,分析单相智能电能表电池供电结构,查找电池欠压的主要原因,并建议厂家改进产品结构。     

不同温度控制模式下的锂电池性能对比研究

锂离子电池热管理系统在实际工作时对电池的温度测量与控制均是在电池表面,而在实验研究中尤其是电池性能测试时对电池的温度测量与控制均是在电池所处环境温度。本文分别通过液冷装置控制电池表面温度以及通过恒温箱控制电池环境温度,并在两套装置中进行了电池性能测试。实验表明,两种温度控制方案下的电池性能在不同温度下表现出较大差异,在10～50℃的区间内,恒温箱中相比液冷装置中电池容量分别提高了7.2%、5.0%、2.2%、1.9%、0.9%;电池性能在不同放电倍率下随温度的变化规律也并不总是保持一致。     

基于电热耦合模型和多参数约束的动力电池峰值功率预测

锂离子动力电池的峰值功率（State of power,SOP）直接影响电动汽车的加速爬坡性能以及回馈制动的能量回收能力,然而其不能直接测量,且准确估计十分困难。这源自于电池内部复杂的电化学特性,尤其是电池运行是一个电热特性相互耦合的过程,过高的充放电功率可能引起电池过热,进而导致电池寿命加速衰减甚至引发安全事故,因此,引入电池温度作为峰值功率的重要约束条件之一,综合电池温度、电压、荷电状态（State of charge,SOC）等多参数约束实现峰值功率预测。首先建立电池电热耦合模型,准确描述电池电、热动态特性;进而在多参数约束条件下预测电池峰值功率;最后,改进了电池热模型的参数辨识方法,并在不同温度环境和动态工况下试验验证电池建模和峰值功率预测方法的有效性,试验结果表明该方法可有效预测电池充放电功率,提高电池使用的安全性。     

动力铅酸电池的发展现状及其使用寿命的研究进展

介绍了铅酸电池的种类,详细分析了水平铅酸电池、卷式电池、双极性铅酸电池使用发展的情况,指出了各类铅酸的优点和不足,并提出了提高铅酸电池使用寿命的几种方法.     

基于慧鱼模型纽扣式电池检测系统的设计

纽扣电池作为电池的一类,它有着不可替代的地位和较广的应用范围。而传统的纽扣电池检测方式却是单一、低效的,且不合格电池使用率较高。为了能够提高电池检测的工作效率,降低不合格电池的使用率,同时改善电池的检测方式,设计了一个代替传统检测电池方式的作品。利用送料装置、检测装置和接料装置这三个分支结构来完成整个系统的工作,从而达到检测的目的。通过这个系统的设计,可以使电池检测过程中的不合格率降低,检测更连续,人工检测的弊端得以消除。     

基于卡尔曼滤波的HEV电池剩余电量的估计

为了准确估计混合动力电动汽车(HEV)电池剩余电量,减少运行过程中的累积误差,引入了卡尔曼滤波方法.在电池等效电路模型的基础上,以电池消耗的电能量为系统状态,电池工作电压为观测量,根据扩展卡尔曼滤波递推算法原理,推导出电池剩余电量的EKF-K估计算法,并进行实验分析,结果表明,与常用电池剩余电量的计量法相比,该方法能够实时而准确地估计出电池剩余电量.     

锂离子动力电池性能测试分析

为了更加高效安全的使用电池,本文针对电动汽车核心部分动力电池做了相关测试。通过搭建电池测试实验平台,选取锂离子电池进行了充电电流与电池电压及温升关系测试、电池开路电压和电池荷电状态及温升关系测试、电池老化实验测试等测试实验。记录并整理实验数据,总结得出不同测试情况下电池的工作规律。通过分析数据和图表,了解电池工作情况下相关参数变化情况及影响因子。对估算电池状态和延长电池的使用寿命提供了数据支持。     

锂离子电池充放电机械压力特性研究

软包锂离子电池在充放电期间因为锂离子的脱嵌使得电池表面产生形变进而形成机械压力。通过对软包锂离子电池施加一定预紧力后进行正常与滥用的充放电试验研究,揭示电池表面机械压力的变化特性规律。结果表明：在正常充电阶段,电池表面机械压力逐渐增大,在正常放电阶段,电池表面机械压力是一个逐渐恢复的过程;在滥用的过充电与过放电阶段,电池表面机械压力均表现出先缓慢增大后迅速增大(dF/dt■0)的现象。针对过充电和过放电电池表面机械压力迅速增加的特点,进一步基于滥用特性提出锂离子电池热失控预警电压的确定方法和锂离子电池放电截止电压的确定方法,为软包锂离子电池的安全性设计和电池管理系统中过充电、过放电提供理论依据与方法指导。     

碳纤维复合材料电池箱强制风冷散热分析

由于碳纤维电池箱散热性能较差的问题,针对电池箱内部的散热系统进行设计,包括电池模组布置以及箱体内风扇的排布方式。构建电池箱和电池模组模型并导入COMSOL,对磷酸铁锂电池建立电热耦合模型。通过五种不同的风扇排布方式,使密闭电池箱内部形成不同的空气内循环。仿真结果表明,双风扇-X方向吹风的风扇排布方式对电池模组散热有最优效果,电池模组最高温度为40.5℃,与无风扇情况对比,最高温度降低了9.4℃。对密闭碳纤维电池箱的散热系统设计具有参考意义。     

智能聚合物锂电池放电特性测试仪

聚合物锂离子电池广泛应用于各类便携式电子产品,电池的放电特性直接影响电子产品的可靠性。电池放电特性的人工检测方法既繁琐又容易出错,因此设计了智能电池放电特性检测系统,检测系统以MSP430单片机为控制核心,自动记录恒定电流放电时的电池电压及环境温度,设计了过放电保护电路防止电池过放电。使用该检测系统对多种容量的聚合物锂离子电池进行了放电试验,获得了电池在高温、低温和常温环境下的放电特性,为电子产品的工作可靠性提供了保障。     

正确使用笔记本电池

目前有不少长时间手电使用笔记本的用户会将笔记本电脑的电池卸下,认为这样能够延长电池寿命。其实在保证了良好使用习惯的前提下,卸下电池模块与不对电池寿命并没有太大的影响。对于没有卸下电池的用户,需要注意的是不要频繁插拔电源,这是因为看似不起眼的短时间插拔电源,也会在电池中产生充放电过程,频繁的充放电操作会缩短电池的寿命;     

磷酸铁锂储能电池簇过充热失控蔓延特性仿真研究

储能电站集装箱是以电池簇即电池多模组为基础建立的,电池模组相对密集并且极端情况下电池模组的热失控容易造成电池簇蔓延从而引发更严重的后果.因此,有必要对储能环境中电池簇的热失控蔓延过程进行热场仿真研究.通过设计和搭建8.8 kW·h的磷酸铁锂电池模组试验方案进行不同充电倍率的过充试验,试验结果表明磷酸铁锂电池模组在0.4C的过充倍率时未出现燃烧现象,0.5C过充条件时出现燃烧起火现象.在试验的基础上,通过COMSOL仿真软件建立电池簇热场仿真模型,对不同倍率下电池簇的过充热失控蔓延过程进行仿真分析.仿真结果表明,电池模组0.4C倍率过充时不会引起电池簇内其他电池模组热失控,过充模组正下方的电池模组所受影响较大;电池模组0.5C倍率过充时上表面温度急剧上升,会逐级触发上方电池模组的热失控.本研究可为储能电站的过热安全防护提供理论和技术支撑.     

车用锂离子电池能量密度影响因素研究进展

着眼于影响锂离子电池密度的因素,综述了电池正极材料、负极材料、电解液、隔膜、结构和内阻的研究现状,综述了为提高锂离子电池能量密度而进行的一致性管理和安全管理研究现状.提高锂离子电池能量密度受安全和成本等因素制约,提高电池管理水平是充分利用电池能量的有效途径.     

电动车辆用Ni-MH电池智能化充放电控制

以Ni-MH电池在电动车辆中的应用为目的,论述了电动车辆用Ni-MH电池充放电控制过程的基本原理,阐述Ni-MH电池智能控制系统监测与控制的总体结构和功能流程,根据智能控制原理和专家经验探讨以Ni-MH电池能量合理使用为目的的充放电控制算法,给出电动车辆用大功率Ni-MH电池的充放电特性及其充放电电压、电流、电池温度等对其容量的影响结果。试验结果表明,该控制系统可使Ni-MH电池能量利用率增加20％以上,自适应能力较强、运行可靠,电池寿命也有显著延长。     

“电池欧洲”战略2030目标

近日,欧洲电池技术创新平台“电池欧洲”(ETIP Batteries Europe)发布《电池战略研究议程》,明确了到2030年欧洲电池技术研究和创新优先事项。“电池欧洲”由欧盟委员会在“战略能源技术规划”(SET-Plan)框架下于2019年创建,汇集了工业界、学术界和行业协会的代表,旨在推进电池价值链相关研究和创新行动的实施,加速建立具有全球竞争力的欧洲电池产业。     

基于电化学-热耦合模型的锂电池热源分析

锂离子电池在使用过程中的产热情况会影响电池性能。以磷酸铁锂电池为研究对象,建立了三维电化学-热耦合模型,模拟了不同放电倍率下锂离子电池的平均温度及内阻变化情况,分析可逆热与不可逆热对电池产热的影响。随着放电倍率的增大,电池平均温度升高,内阻变大,电池外部与内部温度场呈不均匀化;可逆热与不可逆热是影响电池产热的主要因素。