锂离子电池组热管理系统研究现状

归纳锂离子电池组结构设计的要点,包括冷却介质的流通方式、进出口设置和电池的排列。总结现有电池冷却和预热技术的优缺点。空气冷却系统结构简单、应用广泛,但效果较差;液体冷却系统效果显著,能耗较大、密封要求高;相变材料的应用需要提高导热率和比热容;热管冷却系统结构紧凑,配合风机冷却效果更佳。相对于内部加热系统,电池组外部加热系统结构简单,但加热速度较慢。冷却/加热一体化电池组热管理系统的开发,将是研究的方向。     

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。     

车载动力电池组用空气电加热装置设计

随着电动汽车行业的蓬勃发展,动力电池组热安全问题越来越突出,需要有高温散热和低温加热的有效措施.与高温散热相比,电池组低温加热关注较少.根据传热学原理,建立了电热丝的换热模型,利用该模型设计并加工了一个加热箱.加热箱通过并联电热丝通电后加热空气:在箱子进口为恒定20℃空气,加热不足8 min,出口温度可达到90℃.再用加热箱出口的高温空气加热低温电池组:加热箱与电池箱串联后,置于-15℃环境中,加热约21 min,电池组表面温度达到0℃.证明了利用电热丝加热的高温空气为低温电池组加热是一种有效的方法.     

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.     

基于一致性模型的梯次利用锂离子电池组能量利用率估计方法

锂离子电池的不一致性导致电池组的容量和寿命等指标显著小于电池单体,且该问题在梯次利用的应用场景下更为严重.电池组老化后,电池组内电池不一致性参数之间并非相互独立,而是相互耦合,因此造成电池组一致性建模困难,降低了电池组的能量利用率的估计精度.针对梯次利用电池筛选成组和成组后的状态评估,该文提出一种基于Copula理论的电池组一致性建模方法,同时实现了电池参数分布特性和参数间相关性的准确刻画.基于电池组一致性模型,提出一种电池组能量利用率估计方法,并进行实验验证,估计误差在1％以内.最后分析电池组能量利用率的影响因素,以指导电池组的优化成组和使用.     

串联锂离子电池组仿真技术研究

在电动汽车车载电池、电池储能系统等应用中,由于单体电池性能和参数的限制,为满足电压需求将电池串联使用。选取锰酸锂电池的Thevenin等效电路模型,在实验基础上识别模型状态参数,建立了单体及三种串联电池组的计算机仿真模型并进行对比分析,串联电池组充放电实验的仿真结果说明了将串联电池组等效为一个电池的误差最大。进一步结合电池参数数理统计提出一种实现大规模串联电池组仿真的方法,16模块串联的电池组实验验证了其精度,为电动汽车整车仿真、电池储能系统实时数字仿真的电池模块提供一种仿真方法。     

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.     

车用动力电池系统换热方法与策略研究

动力电池组的工作温度对其安全性和寿命有重要影响,根据电池系统可能的工作环境,电池组可能的工作温度有三种情况:温度过低、温度适中、温度过高,需要采用相应的措施。针对国内外的散热与加热的研究成果,分析了国内外典型车辆的电池组热量管理策略,结果表明常规管理策略是根据电池组的工作温度采用分级管理。然后分析换热策略的不同影响因素,具体的换热方法和策略需要综合考虑各种因素,在电池组设计之初就要选定。在分级管理策略的基础上提出温度场均匀策略。     

储能用梯次利用电池组一致性检测与评价方法

为了将退役动力电池重组成性能良好的电池组用于储能,实现电池组价值利用最大化,提出电池一致性检测与评价方法.通过分析电池组不一致性的产生机理及其对电池组性能的影响,结合电池健康状态、电池单体SOC,把电池组容量与能量利用率作为一致性评价指标,设计"三步实验法"作为电池组一致性检测方法.该方法组合的电池组能同时提升容量与能...     

蓄电池一致性探讨

单体电池的一致性是影响电池组使用寿命的重要因素.主要针对镍金属氢化物电池及铅蓄电池,从电池设计、电池的生产、使用与维护、电池与充电器及用电器之间的匹配等方面讨论了影响电池组一致性的因素,并提出了一些提高电池一致性的方法.     

动力锂离子电池故障分析

在锂离子动力电池在应用过程中,充放电精度、控制策略以及电池筛选匹配方式,都会影响电池组的一致性和稳定性,导致故障的发生,针对其故障发生的特点及类型进行实验分析,通过制定相应的应对方法,提高电池组的稳定性,并提出了电池组故障预警机制,提前预估电池可能出现的故障情况,保证电池组稳定应用。     

一种基于电池组放电特性的电池管理系统

针对目前电动汽车应用中存在的实际问题,探讨了电动汽车电池组放电效率的提高与负载的关系,为车辆负载的合理分配提供参考依据。通过对当前电动汽车电池组收费时的换电计量方案和车载电子式电能表的计量结果比较,探求了电动车辆耗电计量的方法。针对电动汽车电池组提出了一种电源管理方案,有助于保持电池组内各单体电池放电时的电量平衡,提高电池的利用率。     

电动汽车用电池组的热性能

结合电池成组在电动汽车(EV)上的应用,研究锂离子电池特性与温度的关系、电池组的传热及散热方式。以LP2770134为单体电池,由6个11串5并模组、2个7串5并模组和2个8串5并模组构成100 Ah电池组,在不同放电倍率、不同环境温度下对电池组进行热仿真和实测。在同样的放电倍率下,环境温度升高,电池组温升加大;环境温度升高时单体电池的温度差异增大,部分单体电池温度超过了使用温度(环境温度为40℃时,单体最高温度达到51.5℃)。     

锌空气电池组间歇放电分析

锌空气动力电池的间歇性放电性能是该电池产业化应用的关键技术。实验了锌空气动力电池驱动的电动自行车连续放电使用和间歇放电使用性能,放电容量差别50%,指出容量损失是电动自行车间歇使用里程缩短的直接原因。分析影响电池组间歇放电使用的3个主要因素,阐述提高间歇使用性能的方法。指出锌空气电池组间歇放电性能的突破和提高对推进锌空气电池组的实用化具有关键作用。     

关于锂离子电池健康状态预测方法的研究进展

锂离子电池寿命对于实际应用至关重要,研究其寿命影响因素,并进行精准寿命预测,对于提升电池组使用可靠性和降低电池组成本具有重要的意义。立足应用,简要分析了电池性能衰退机理,重点综述了预测电池日历寿命和循环寿命方法的研究进展。还对电池寿命测试和电池全寿命周期性能估计中的关键问题和研究方向进行了探讨。     

风电跟踪调度计划时降低寿命损耗的电池储能分组控制策略

为了解决风电跟踪调度计划过程中电池寿命损耗较高的问题,提出了降低寿命损耗的电池储能分组控制策略。利用设计的基于改进天牛须搜索算法的旋转门算法得到最优压缩偏移量,进而提取风电趋势;将风电场配备的电池储能分为电池组1和电池组2,并将电池组2进一步细分为3个电池簇,在避免充放电能量对冲的条件下根据风电趋势计算两电池组的功率调节指令,并基于此确定两电池组的容量,进而以电池单元的动作次数最少为目标获取3个电池簇的容量;在初始时刻及荷电状态越限时刻对电池单元进行动态分组,并根据电池单元的依次启动方法确定电池组1中电池单元的功率调节指令,基于设计的双层功率分配方法确定电池组2中电池单元的功率调节指令;电池单元在满足运行约束的条件下响应各自的功率调节指令。将所提控制策略与其他控制策略进行仿真对比,结果表明所提控制策略能以更大的程度降低寿命损耗、延长储能的使用寿命。     

一种面向轻型电动车的锂离子电池组均衡方法

针对四轮轻型电动车的典型应用,提出了一种面向24节串联锂离子电池组的非耗散型均衡方法。该方法通过对电池状态进行精确监测,利用目前较为先进的LTC3300芯片,可将电荷从SOC较高的电池转给电池组,也可用电池组的整体电荷对某个SOC较低的电池补电,实现双向快速均衡。通过均衡与充电交替进行的控制策略,电池组能实现SOC意义上的均衡,提高均衡精度。试验及仿真结果表明,该方法在均衡耗时及能量效率两个方面都较现有方法更优。     

用于储能系统的梯次利用锂电池组均衡策略设计

以北京奥运会纯电动大巴车用淘汰锰酸锂电池为研究对象,在研究车用淘汰电池容量和内阻特性的基础上,分析其梯次利用于电池储能系统可能带来的更严重的电池组一致性问题。结合电池一致性评价方法,分析了基于电池组容量利用率的均衡判据。针对电池储能系统削峰填谷的应用特点,提出了以电池组容量利用最大化为目标的在线均衡策略。最后,设计了电池组充电均衡电路并搭建了电池组均衡测试平台进行实验,验证了在线均衡系统及控制策略的可行性和可靠性。     

液态金属电池串联成组的一致性分选EI北大核心CSCD

液态金属电池是一种兼具低成本、长寿命、大容量优势的规模储能技术。为提高串联液态金属电池组一致性和可靠性,该文提出一种电池综合分选方法。基于单体电池的活化数据,获取液态金属电池的综合特性参数;然后,通过皮尔逊相关性分析,选取若干典型静态特性指标作为聚类特征,进行电池初分选;最后,以动态时间规整相似度对电池放电曲线的差异性进行量化评估,并采用减法聚类进行电池再分选。研究结果表明,分选后液态金属电池组容量提高了6.77%,电池放电曲线差异减少了88.28%,电池组一致性得到显著提高。     

锂电池成组不一致性研究

锂离子电池的不一致性会影响电池组的使用寿命,降低了电池成组后的性能。锂电池成组不一致性是指单体电池的容量、电压、内阻、自放电速率等参数存在差异,是由电池组的组合结构、使用工况、使用环境、电池管理不同所致。对单体电池分选制度、电池组连接方式、BMS均衡控制、充放电策略和热管理提出了改进方法。