不同工况下功率型锂离子电池的热特性与仿真研究

本文针对功率型锂离子电池在使用过程中可能出现的热失控问题，以21700圆柱型锂离子电池为实验对象，采用混合功率脉冲特性(HPPC)测试方法，研究了不同条件下(温度、电流、荷电状态)内阻的变化趋势，并分别建立了基于温度、电流参数的Rint、Thevenin与双极化(DP)电路模型及电热耦合模型。借助Fluent仿真技术，进行了不同模型的验证，对比了不同放电倍率下模型仿真与实测温升的拟合精度。同时，实现了不同倍率下电池热行为的研究，为功率型锂离子电池的温度预测提供了一定的理论依据。     

高效率勒克朗謝电池

本文研究了在电池放电期间,隔离层对质量迁移现象的影响。增加电池隔离层厚度和体积明显地提高电池放电效率。在大电流放电的时候,电池中的活性物质至少能分成二相。相Ⅰ出现在有用的电池寿命期间以及紧接的下一个期间。在这个相中,电池内的离子移动不仅维持化学反应而且也增加电池隔离层范围内锌盐和水的量。这最多使放电速率受到影响以及在隔离层外可能出现自由液体。     

基于自适应无迹卡尔曼滤波算法的锂离子动力电池状态估计EI北大核心CSCD

应用传统的无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)算法估计电动汽车锂离子动力电池核电状态(state of charge,SOC)时,常会出现由于电池模型参数不准确而造成估计误差增大的问题,该文采用了自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filter,AUKF)算法解决该问题。AUKF算法是一种循环迭代算法,可以实时估计电池模型中的欧姆内阻,提高电池模型准确性,从而提高电池SOC估计精度。另外,电池的欧姆内阻可以表征电池的健康状态(state of health,SOH),因此还可以根据电池的欧姆内阻估计出电池的SOH。在设定工况下对电池做充放电实验,实验分析表明,与UKF相比,AUKF提高了电池SOC估计的精度,并能准确的估计出电池的欧姆内阻。     

基于自适应无迹卡尔曼滤波算法的锂离子动力电池状态估计

应用传统的无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)算法估计电动汽车锂离子动力电池核电状态(state of charge,SOC)时,常会出现由于电池模型参数不准确而造成估计误差增大的问题,该文采用了自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filter,AUKF)算法解决该问题。AUKF算法是一种循环迭代算法,可以实时估计电池模型中的欧姆内阻,提高电池模型准确性,从而提高电池SOC估计精度。另外,电池的欧姆内阻可以表征电池的健康状态(state of health,SOH),因此还可以根据电池的欧姆内阻估计出电池的SOH。在设定工况下对电池做充放电实验,实验分析表明,与UKF相比,AUKF提高了电池SOC估计的精度,并能准确的估计出电池的欧姆内阻。     

18650NCA型单体电池电热特性的实验与仿真研究

针对18650NCA型(正极材料为LiNi0.8Co0.1Al0.1O2)锂离子电池的性能进行了系统性研究,通过实验测得在不同温度、不同倍率下电池的温升.使用以上实验数据在COMSOL软件中建立锂离子单体电池模型.最后进行不同工况(ECE、NEDC)和不同环境温度下的充放电实验,记录电池表面温度,再使用搭建的模型在不同...     

一种电池(模块)实验安全处置装置的设计及应用

电动汽车用电池(模块)在充放电过程中,由于实验程序设置不当或电池(模块)本身性能设计缺陷等原因导致电池失效,通常伴有冒烟、起火甚至爆裂危险现象。如何在电池(模块)冒烟、起火甚至爆裂时得到有效处置,以避免人员受到伤害,减小财产损失是当前急需解决的实验安全问题。根据实验安全要求设计了电池(模块)充放电智能安全处置装置,可实现电池(模块)冒烟、起火、爆裂等非正常情况下自动开启安全处置装置,从而最大程度避免次生灾害的发生。     

电动助力车电池整组容量不足现象浅析

2016年8月份,市场反馈电动助力车电池在短期使用期间就出现了整组容量不足的现象,主要表现为,电池开路电压并不低,但是2小时率放电时间短,充电时很快达到额定电压值。针对市场退回电池组,笔者利用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜、扫描电镜(SEM)等分析检测手段,对故障电池铅膏、板栅分别进行了物相分析、板栅金相结构分析、铅膏微结构分析,并对电池整组容量不足现象做了初步的解析和探讨。     

充电电池的正确使用

充电电池使用广泛 ,镍镉和镍氢电池使用时应注意如下事项 :( 1 )忌过充。因电池过充而发热 ,容量反而降低 ,镍镉电池的记忆效应也因此形成。在充电电流过大时 ,还可能因电池发热爆裂而损坏 ;( 2 )不要在短时间内将电池多次放入充电器里充电。否则 ,电池会出现“电压骤降”现象 ;( 3)尽量避免电池还未用尽时充电。因为电池未用尽时就充电 ,将残存的电量记忆下来 ,以后电池便无法再被完全充满。经历几次后 ,会损伤电池 ,缩短寿命。这就是镍镉电池的所谓“记忆效应”。针对这种现象 ,建议每次充电时 ,务将剩余电量放电到0 .8～ 1Ｖ后再进行充电…     

一种多采样率EKF的锂电池SOC估计

为了准确估算出锂离子电池的荷电状态(SOC),采用多采样率的扩展卡尔曼滤波算法(MREKF),建立了二阶RC的电池的等效电路模型,对磷酸铁锂电池进行充放电实验,并根据实验数据进行参数辨识,获得等效电路模型的参数。根据电路模型建立电池的状态方程,分别使用安时法,单采样率的扩展卡尔曼算法和多采样率的扩展卡尔曼算法对电池的SOC进行估计,并用Matlab仿真,对比了三种算法,实验和仿真结果表明MREKF能更精确地估算出SOC。     

列尾装置用三元锂电池特性研究

根据电池实际使用要求,对列尾装置用三元锂电池进行了一系列实验。基于实验结果对电池的充电特性和在不同放电温度下的放电特性进行了详细研究和分析,对电池的使用提出了建议。实验表明:温度对电池的放电容量有影响,低温会使电池的放电容量减少,但仍远高于电池出厂要求,电池充放电特性优良。     

锂离子电池铝塑膜腐蚀的预测方法

根据软包装锂离子电池中铝塑膜腐蚀行为发生的条件,研究铝塑膜腐蚀行为的预测方法。用氢氟酸(HF)对铝塑膜壳体进行腐蚀,再对聚丙烯(PP)层进行渗透剂喷涂的化学腐蚀法,可直观地判断铝塑膜PP层是否破损。根据电极与铝塑膜铝层间的电阻率计算实验电池的绝缘电阻,再用万用表测量铝塑膜绝缘电阻,发现PP层破损的电池,绝缘电阻低于计算值。使用化学腐蚀法和绝缘电阻测试法,可对软包装锂离子电池中铝塑膜腐蚀行为进行预测。     

密封铅酸蓄电池失效原因分析

在某型号密封铅酸蓄电池的批量生产中 ,出现贮存期间部分电池因开路电压显著下降而失效的现象。通过对各种可能影响电池开路电压的因素进行理论分析 ,初步认为电池失效可能与电池密封有关。进一步模拟电池密封不严的情况 ,并和电池失效特性比较 ,反映出电池失效是由电池密封不严引起的。通过优选电池零部件 ,改善密封性能 ,解决了上述问题 ,显著提高了成品电池的合格率。此外 ,本文还试验了不同化成制度、隔膜、电解液添加剂、铅粉对自放电的影响     

UCG煤气作燃料的SOFC开路电压研究

从理论和实验两方面分析了使用煤炭地下气化(UCG)煤气作燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)的可行性。理论计算表明:在600~1 000℃的工作温度下,使用实际和自配的UCG煤气的电池的开路电压(OCV)均大于0.70 V,符合SOFC电压的工作要求;电池实验结果表明:在工作温度范围内,750℃左右电池的OCV最大,约为1.00 V,与理论值很接近。在低温区,电池遵循反应动力学,在确定氧分压的条件下,电池活性随温度升高而提高,OCV也随之提高;达到最高值后,电池达到正常电荷迁移活性,OCV遵循热力学变化,随温度升高而降低。理论值与实验值的偏差与氧分压有密切的关系。     

串联电池组双向全桥SOC均衡控制系统设计

针对电池制造工艺和使用环境不同所引起的单体间电量不均衡问题,结合双向开关电源理论提出了一种集中式能量转移型单体-整组双向电池均衡方案,根据电池组内单体剩余电量(state of charge,SOC)在电池组内部进行电量双向转移,采用反馈电路保证均衡电流恒定。通过实验获得电池单体开路电压的滞回特性曲线,并结合充电和放电状态下SOC与开路电压对应关系估计各电池单体SOC,以SOC一致作为均衡目标。实验结果表明,所设计的均衡器均衡电流达到3A,可以满足电池系统均衡需求。     

考虑充放电控制的静止伏安发生装置研究

随着具有随机波动性的分布式电源大规模接入配电网,使得配电网出现功率波动,甚至影响电网发电计划。为抑制分布式电源接入配电网引起的功率波动,提出锂电池充放电协调控制的静止伏安发生装置(SVAG)抑制功率波动,改善电能质量。电池充电根据电池荷电状态(SOC)、电流和电压三者之间关系,先恒流充电再恒压充电,电池放电根据功率波动指令采用d-q解耦控制策略,跟踪功率波动指令,平滑配电网功率。在Matlab中搭建仿真模型,研制实验原理样机,验证了所提方法的可行性和原理样机的工程效果。     

怠速工况燃料电池性能衰减规律研究

燃料电池(fuel cell)性能衰减规律研究是当前车用燃料电池领域发展的重要突破方向之一.通过对车用燃料电池进行低载怠速工况性能测试实验,重点关注燃料电池的极化曲线、开路电压、Tafel斜率、欧姆阻值、额定点电压、电压衰减速率、电压降比以及EIS特征分析,深入分析车用燃料电池的性能衰减规律,得到怠速期间燃料电池性能略微出现波动但仍保持下降趋势的结论.     

碱锰电池在不同荷电态下的阻抗特征

研究了不同荷电态下LR6型商品碱锰电池的阻抗特征。随着荷电态(SOC)的降低,电池内阻最初缓慢地增加,在29.6%～44.9%SOC时出现飞跃式增加。结果表明,目前电池检测标准使用的1 000 Hz频率不适合于低SOC的电池;线性极化电阻(Rp)增加,在21.9%SOC附近出现突跃式变化。     

动力锂离子电池撞击过程中热稳定性研究

针对动力电池在使用过程中所遇到的最危险的汽车事故(汽车碰撞)进行了模拟,即模拟了电池的内部短路,以便获得在汽车碰撞过程中,影响动力锂离子电池热稳性的主要因素.实验结果表明,电池荷电状态、充电电压(或开路电压、放电电压)越高,电池的热稳定性越差;环境温度越高,电池的热稳定性越差;电池的容量越高,电池的热稳定性越差;电池长...     

集流体对锂离子动力电池性能影响研究

本实验主要使用电晕处理过的铝箔作为集流体制成单体电池,并通过与普通铝箔制成的电池的一些性能,如:电池的交流内阻(ACR)、直流阻抗(DCR)及倍率充放电和循环性能、倍率循环性能等各方面进行比较,来评价电晕处理后的铝箔对电池性能的影响。     

大容量电动车VRLA电池早期容量的衰减

电动车用6DZM20型号的阀控铅酸(VRLA)蓄电池比6DZM14型号的使用寿命降低很多,在循环早期就出现容量衰减。通过对两种型号电池的正极活性物质进行扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)、交流阻抗(IMP)等实验测试以及超细玻璃纤维(AGM)隔膜中的酸度分析,发现6DZM20电池在充电时,正极中的PbSO4不能完全转化为PbO2,造成极板下半部分活性物质的利用率非常低。实验发现,极板上下部分的电流密度分布不均匀使得远离极耳的极板下半部分电流密度很小,硫酸分层造成电池下部的硫酸密度过高等现象都会导致电池出现早期容量衰减现象。