放电制式对锂离子电池循环寿命的影响

通过对LiFePO4锂离子电池循环寿命实验,发现电池在不同充放电制度下的循环寿命差异很大.研究发现,单体电池充电终止电压应该在3.65 V左右,超过4.0 V会造成电池循环寿命的严重衰减.单体电池放电截止电压应该尽可能高,应大于2.5 V;充电倍率越高,电池循环寿命越低.在电池组的实际使用中,应该综合考虑这些因素,并采...     

锂离子电池循环寿命快速衰减的原因

通过单体电池循环寿命实验,研究了电池组中最差单体电池循环寿命的快速衰减原因,发现充电终止电压差异、放电截止电压差异、温度差异及充电倍率差异是主要因素,加速循环寿命衰减分别可达到200%、120%、115%及140%以上.改善这些因素可延长锂离子电池组的循环寿命1倍以上.     

磷酸铁锂锂离子电池模组过放电失效分析

以方形铝壳磷酸铁锂(LiFePO_4)正极锂离子电池为对象,研究LiFePO_4动力电池组在使用过程中的过放电行为。通过单体及模组的过放电测试、扣式电池的循环伏安测试,还原动力电池组在实际使用过程中出现的失效状态,表明LiFePO_4在电压大于0的过放电会加速容量衰减。这种衰减导致串联模组在使用中产生容量差,容量较低的电池在模组正常的充放电区间内将过放至电压小于0,导致电池失效析铜。     

慢脉冲快速充电均衡性的研究

由于阀控式铅酸(VRLA)电池中单体电池内阻、电压和容量的不一致,导致使用过程中差别扩大,使电池组循环寿命缩短。分析了电池组性能差别扩大的原因,研究了慢脉冲快速充电方法的充电性能。结果表明:该方法有利于VRLA电池的均衡充电,抑制单体不一致性的扩大,延长电池组的寿命到700次循环以上。     

电压检测电路对锂离子电池组的影响

对锂离子电池组中的电压检测电路进行了分析,设计了一种实用的电压检测电路.通过10只锂离子电池组的循环寿命实验,验证了电池组中单体电池随着循环的进行,差异变大;通过提高输入阻抗的方法,研究电池组循环寿命,结果表明:检测电路的设计应该考虑对电池组一致性的影响;提出了在实际应用中,减小电压检测电路对电池组的影响的方法.     

转移式电池均衡技术研究与应用

电池组中各单体电池受材料、生产工艺、环境温度等因素影响,使用期间会发生电压不均衡的问题,并且会逐渐加重,极易引起部分电池过充电或过放电而损坏,从而导致电池组无法正常工作。介绍了转移式电池均衡技术,它从电池外部彻底解决了电池组内单体电池电压不均衡,严重影响电池组使用寿命的难题,采用主动均衡技术,始终使相邻电池电压差处于最小状态,且技术研究方案得到实践验证。     

动力电池均衡充电控制策略研究

针对动力电池组在使用过程中,由于单体电池的性能差异会在充放电过程中不断增大,最终导致电池组性能急剧下降和循环寿命缩短的问题,分析动力电池组均衡充电控制系统的电路模型,研究电池组快速充电的方法,提出一种能够消除单体电池性能差异对动力电池组循环寿命影响的均衡充电控制策略.该控制策略根据电池组中单体电池的不同状态,通过均衡电路微调单体电池的充电电流,从而实现电池组的快速均衡充电.在72V/120AH铅酸蓄电池组上进行对比充电测试,实验结果证明了该控制策略的有效性.     

锂离子单体电池与电池组的差异

小容量锂离子单体电池的比能量达140 Wh/kg,外推法预测的循环寿命达1 000次,大容量动力型锂离子电池组与之相比差很多.原因在于:锂离子电池对充电终止电压敏感,终止电压相差2.4％就会引起电池组循环寿命很大的变化;电池组中单体电池的差异只能减小而不能消除.解决上述差异的关键不是组装技术,而是要加强锂离子电池的基础...     

中倍率方形MH/Ni动力电池研制

研制的中倍率方形MH/Ni动力电池产品可满足常温3C100%SOC充电,5C100%DOD放电;45℃1C100%充电,-20℃1C100%DOD放电;在100%DOD放电深度下电池的1C倍率充放电循环寿命超过800次;单体电池的一致性好;具有良好的安全可靠性和抗环境影响能力;可根据用户的需求组合成不同电压的电池组。这种电池可广泛用于电动自行车、电动摩托车、大型电动玩具等。     

基于X3100的锂离子电池组管理系统

本文设计的锂离子电池组管理系统中采用MC9S12C32为控制核心,X3100检测电压、电流,实现充电均衡和保护功能;DS18B20检测电池温;电容均衡模块实现放电均衡.该系统能够实时监控电池组状态;实现单体电池的过压、欠压、过流、温度保护;实现电池的充放电电量均衡;确保电池组安全工作,并延长电池组寿命.     

锂离子电池串联模块充放电过程研究

研究了锂离子电池串联模块在充放电循环过程中各单体电压、内阻、容量和温升的变化情况及相互关系。测试结果表明:模块中各单体电池的差异性随着放电倍率增大和循环周次的增加而变大。相对过充过放的单体电池表面温升高于相对浅充浅放的单体电池,并且循环过后的可用容量前者显著低于后者。内阻的差异性直接导致各单体电池生热量的不同,加之模块中不同位置电池的散热状况存在差别,电池模块长期处于非均匀的温度场中,致使各单体电池容量与电压的离散程度加剧。     

新充电方案对锂离子电池组循环性能的影响

用传统充电方案与新的充电方案交叉的方法对36V/10Ah LiFePO4锂离子电池组进行循环性能测试,结果发现:新的充电方案可以在一定程度上提升电池组的循环性能,对于单体性能差异较大的电池组,其改善效果尤为明显。通过实验分析发现,电池组循环性能的衰减主要是由于电池组整体的差异性而使得充电容量的衰减,而非单体性能的下降。另外,通过对电池组中3个单体进行单独放电而故意加剧电池组间单体电池荷电状态失衡,从而模拟实际使用过程中可能会出现的单体间自放电率差异较大的情形。在此种状态下,新的充电方案可以通过10次的循环过程将电池组容量恢复至正常水平。因此,新的充电方案可以有效地均衡电池组间单体容量差异,从而避免使用过程中由于单体间自放电差异的存在和累积而导致电池组寿命的急剧缩短。     

电动自行车用VRLA电池的配组

将3只开路电压和放电时间(容量)基本一致的6DZM10型阀控式密封铅酸(VRLA)电池配组使用,以期避免1只电池过早失效.单体电池之间的差别可以缩小,但不能消除.在使用过程中的深度过放电会使电池差别增大,导致1只电池过早失效.若将电池组放电终止电压由31.5 V提高到32.5 V,虽然放电时间会缩短2%左右,但对防止单体电池过早失效有效.     

磷酸铁锂并联电池组充电安全性界定

基于Matlab/Simscape平台开发了磷酸铁锂单体电池模型,据此建立了不同拓扑结构的电池组模型,分析了单体电池老化对并联电池组性能的影响。结果表明,与老化单体电池并联的单体电池荷电状态上升速率高于其余单体电池,以单节电池安全为约束的充电模式将导致其内部并联单体电池出现过充电。为保证并联单体电池充电安全,单节电池充电截止电压需依据电池老化状态重新界定,且实际使用过程中,可忽视充电电流对单节电池充电截止电压的影响。在此基础上,提出了仅考虑并联单体电池数,以极限状态下的充电截止电压控制充电过程,确保并联电池组充电安全的理念。     

电动汽车用锂电池组均衡控制算法

串联锂电池组充放电时的不均衡,导致电池循环寿命缩短,均衡管理模块已成为电池管理系统的关键组成部分。针对串联电池组不一致性带来的影响,设计了基于超级电容的电池组单体电压均衡模块,该模块采用分组均衡,并将不均衡状态分为3种,分别采用不同的控制方法。仿真和实验结果表明该模块不仅使电池组均衡充放电,而且改进了均衡结构,提高了均衡效率。     

一种延长电动汽车蓄电池寿命的均衡充电控制策略

电动汽车用动力电池组都是由多个单体电池串联而成,由于单体电池的性能不可能完全一致,串联使用过程中,初期的细微差异在每次充放电的放大作用下,一段时间后单体电池间的性能差异就会逐渐增大,从而导致电池组性能急剧下降和循环寿命缩短。通过分析电池组提前失效的原因,针对耗散型均衡控制电路,深入研究电池组均衡充电控制的电路模型,并在此基础上提出一种既能够实现电池组快速充电,又能够消除单体电池不一致对电池组循环寿命影响的均衡充电控制策略。根据所提出的均衡充电控制策略,对72 V/120 AH铅酸蓄电池组进行对比测试,实验结果说明了该策略的有效性。     

基于等效电路模型的串联电池组不一致分布特征仿真分析

车载和电池储能系统中,为了获得高功率需要将单体电池串联后成组运行,但不一致问题的存在会使电池容易遭受过充和过放,缩短电池寿命甚至造成安全隐患。本文针对磷酸铁锂串联电池组,通过预报误差法辨识出模型参数,建立准确的一阶等效电路模型,仿真分析电池内阻和极化电压等内部参数。将影响电池不一致的因素分为电池本体参数差异和运行条件差异,其中本体参数包括初始SOC和最大可用容量,运行条件包括放电倍率和放电截止电压。在不同本体参数和运行条件的影响下,将端电压差异分解为开路电压差异、极化电压差异和欧姆压降差异,然后基于串联等效电路仿真分析端电压不一致的具体构成,最后采用基于SOC一致的均衡策略探究均衡条件下电池组电压不一致的分布特点。     

锂离子储能电池成组方式优化

电池组内单体电池的分散性问题降低了电池组的可用容量和循环寿命.针对电池成组方式对电池组可用容量与循环寿命的影响问题,基于电池的Thevenin等效模型,分析了并联电池间不平衡电流交叉现象产生的原因及作用;研究了不同成组方式对电池组可用容量的影响,提出了表征电池组容量分散性的容量极差和容量分散度指标;通过仿真分析,得到了提升电池组可用容量的组合方式.搭建了电池组性能测试平台,比较了6种拓扑结构锂离子电池模组的寿命衰减特征,遴选出了减缓电池组循环寿命衰减的成组结构.     

软包锂电池在适当压力下的膨胀及寿命研究

电动汽车软包锂离子电池在构成模块成组时必不可少地需要一定的压力来固定约束电池,但是压力过大或过小会对电池造成一定的损害。通过对软包锂离子电池在恒压状态下进行充放电循环测试,分析实验数据并对比不同压强下的几个电池组,结果表明施加69 kPa的压强时有利于延长电池寿命。对比不同寿命阶段下电池的放电能力曲线,施加适当压力的电池即使经过2 000次循环依旧保持良好的放电能力,加压能让电芯接触更加紧密。通过观测一个单次循环中压力的变化,表明电池充电时膨胀,放电时恢复。同时通过实验数据表明不同寿命阶段电池各个部位的膨胀程度也不同,负极近极耳端膨胀比较明显,负极膨胀是影响电池膨胀的主要因素,电池内部的不可逆膨胀主要发生于寿命前中期,经2 000次循环后电池厚度膨胀了2.7%。     

水平式锌空电池的设计及组合一致性

设计了可机械充电的水平式双面空气电极锌空电池.对由该结构组成的串联电池组最底层单体电池并联电阻以及直接短路,可观察到电池组出现了显著的电压下降,1 h内总电压下降达0.22 V(0.25 Ω)和0.37 V(0.05 Ω),其中一只单体电池呈-3.92 V的负压.这说明电池组的组间不一致,导致容量的消耗和放电性能下降.