退役动力电池一致性评估及均衡策略研究

电池梯次利用是处理动力电池庞大退役量的有效手段之一。针对退役电池梯次利用过程中分选技术进行研究,主要从退役电池SOC关键参数分布特性以及退役电池一致性控制策略分析两方面展开。提出主动被动协同均衡策略考虑电池参数的相关性,弥补了单一均衡方式的不足。同时提高充放电均衡控制的可靠性,实现了均衡效率的最优化。分析退役动力电池荷电状态数学模型,涵盖不同类型的退役动力电池的荷电状态。并进一步对退役动力电池储能系统荷电状态控制策略进行研究。基于主动被动协同均衡策略,分析多组退役电池储能单元的SOC一致性,为完善退役电池梯次利用一致性分选技术有所助益。     

基于因子分析与K-means聚类的退役动力电池快速分选方法

针对目前退役动力电池数量多、快速分选方法匮乏的问题,提出一种基于脉冲功率测试(Hybrid PulsePower Characteristic,HPPC)、因子分析和聚类算法的退役动力电池快速分选与重组方法。根据电池管理系统(Battery Management System, BMS)记录的电池数据,计算单体电池电压数据得到电池最大可用容量。以HPPC一次放电脉冲提取的电池开路电压、欧姆内阻、极化电阻以及浓差电阻作为特征变量。特征变量数据经归一化算法与因子分析优化后,通过聚类算法完成电池分选与重组。实验结果表明:该方法下单体电池平均分选重组时间压缩在30 min以内,分组后一致性指标较好,在退役动力电池分选与重组中具有较好的实际意义。     

基于容量增量分析的退役LiFePO4电池分选方法

为解决电动汽车(EVs)动力电池批量退役时检测与分选效率低下的问题,提出一种基于容量增量分析(ICA)的退役磷酸铁锂(LiFePO4)电池分选方法.分析电池容量增量(IC)曲线特征与内部老化过程的关系,提出一致性特征量提取方法;结合模糊C均值聚类(FCM)方法,确定电池一致性分选方法.实验结果表明,IC特征一致性分选方法与传统容量-内阻分选方法相比,提高了退役电池分选的一致性和分选效率.此分选方法对电动汽车退役电池科学高效梯次利用有重要意义.     

电动汽车动力电池分选方法研究

研究总结了目前文献所见有关电池分选的主要方式方法,并提出了分类特征点自动提取和基于减法聚类的分选方法。此方法具有根据电池实际差异状况,自动产生相应分类数量,并能得到明确的分选结果的优点。将这样的分选方法用于动力电池分类,并采用模拟行车工况进行仿真验证的结果表明:它满足稳态工况的电池分类方法,但还不能完全适合动态工况下的分选要求。说明动力电池的分选工作仍然是将来需要进一步进行探讨的问题。     

变电站退役电池分选方法与聚类算法∗

为了提高电池的再利用效率并减少资源浪费,研究退役电池的一致性分选具有重要意义.主要介绍了电池 一致性分选的几种方法,包括单参数分选、多参数分选、动态特性分选、电化学阻抗谱分选和综合特性分选,并且比 较分析了它们的优缺点.同时,介绍了常见聚类算法的分类和使用原理,对比分析了不同聚类算法的优缺点和适用场 景,为选择合适的聚类算法提供了依据.最后,对一致性分选技术的未来发展方向进行了预测.     

车用锂离子电池一致性分选方法研究

电动汽车发展对锂离子电池安全性、能量密度、寿命和可靠性均提出了更高要求。电池一致性是影响其性能的重要因素,模组内电池单体越多,一致性问题越突出。通过对神火锂离子电池进行充放电试验,分析其放电过程中容量、能量、内阻3个关键参数的变化,并利用多参数分选方法提出容量、能量、内阻的综合评价指标函数,结合权重分析指标选取能量随时间的变化曲线数据,实现多参数预分选后电池的动态分选,以更好满足锂离子电池成组的一致性要求。     

退役电池梯次利用的一致性管理研究综述

一致性管理是退役电池梯次利用的关键.在深度调研国内外研究现状的基础上,对基于电子电路的电池均衡技术和一致性分选技术相关研究进行综述.均衡电路可以实现同一模组内单体之间能量均衡,也可以实现一个电池包内多个模组之间能量均衡,对这两种均衡电路拓扑形式及控制策略进行了分析、对比;系统介绍以单参数、多参数、动态特性曲线和综合特性为分选特征参数的一致性分选方法;梳理了一致性管理技术目前尚存的问题,对其走向进行了预判.     

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。     

基于FPGA的快速电池分选系统设计

在动力电池生产过程中,电池内阻和电压是最主要的测试参数。由于动力电池的开路电压较高,现有的内阻测试仪只能在电池未成组之前进行测试,测试结果和成组后实际内阻差异较大。设计了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的快速电池分选系统,以硬件逻辑为基础,内建有硬件乘法器,控制、运算和分选等功能均由硬件完成。硬件电路直接由FPGA控制和协同工作,以减少处理器的介入和响应及通讯时间。该系统既能测试整个电池组的内阻,又能测量其它参数如电压、阻抗等,从而可有效提高动力电池的分选效率。     

基于改进DBSCAN的退役动力电池分选方法

退役动力电池梯次利用时电池单体不一致性对于分选后电池组性能具有重要影响，高效的分选方法能够降低电池不一致性，提高电池组的使用性能和安全性。针对目前常用的电池检测系统采样频率较低等问题，首先使用自适应分段拟合方法对充放电数据进行拟合，从充放电曲线中提取表征电池不一致性的动态特征电压上升高度（VR）、电压下降深度（DVF），并与容量、开路电压静态特征结合构成分选特征向量；然后提出一种基于核密度估计的DBSCAN算法（KDEDBSCAN），通过核密度估计自适应确定聚类算法参数，对特征聚类实现电池的分选；最后通过实验验证该分选方法的有效性。     

典型动力电池特性与性能的对比研究

以试验数据为基础,对以铅酸电池、氢镍电池和锂离子电池为代表的典型动力电池,分别在电池的容量特性、效率特性、电压特征、直流内阻特性、温度特性、自放电特性以及能量和功率性能方面进行了对比研究,结果表明,锂离子电池具备最佳的综合性能,随着安全性不断提高和成本的降低,必将成为动力电池领域的主角.     

军用电池技术现状

分析了导弹系统用原电池、贮备电池和二次电池三种类型的电池技术,详细概述了已商业化的,为遥感勘测,跟踪和飞行抵达等提供电能的原电池,重点讨论了热电池,银锌电池和亚硫酰氯电池三种贮备电池技术,介绍了为能源武器系统提供电能的可充电电池。     

AA型密封MH-Ni电池、Cd-Ni电池的内阻特性

研究了MH Ni电池、Cd Ni电池在充放电过程中的内阻变化及内阻与放电电压平台的关系。试验结果表明 ,在充放电过程中 ,内阻变化受正负极活性物质氧化态 /还原态的转化反应影响 ,充电过程与内压有关。在正极中添加钴、镉氧化物 ,在Cd Ni电池负极中采用PLB新粘合剂 ,可有效地提高电池内部气体的复合性能 ,减小电池内阻。电池内阻小 ,放电电压平台高 ,有利于延长高波放电电压的时间。     

锂离子电池储能舱风冷散热数值模拟与优化

为优化锂离子电池舱风冷散热系统,基于实际电池舱仿真模型,文中设计了电池舱风冷散热优化方案。由于锂离子电池在运行时存在热失控风险,极端情况下甚至引起电池舱起火或爆炸等安全事故。有效的电池舱风冷散热系统可以抑制电池热量的积累和扩散,然而现有的电池舱风冷系统结构简单,散热效率低。文中提出在电池舱安装导流板改变舱内温度场和流场,达到优化散热系统的目的。结果表明,在环境温度25℃、4m/s风速的条件下,对1C充电的电池舱进行风冷散热。增设一块导流板可以使电池舱内的平均温度降低2.9℃,最高温度降低4.5℃;增设两块导流板可以使电池舱内的平均温度降低5.5℃,最高温度降低8.6℃。合理的导流板布置可以优化电池舱的风冷散热系统,提高散热效率,增加电池舱运行的安全性。     

锂离子电池技术与应用发展

自1990年锂离子电池问世以来,电池的材料、生产技术发展迅速,电池用材料的研究支持着锂离子电池性能的提高和完善,电池的倍率性能、高低温性能、安全性能及循环性能等全方位的改善成就了锂离子电池在手机、笔记本电脑、音频制品、电动工具、备用电源、车用电源系统等多个应用领域的迅速推广.随着应用领域的拓展,锂离子电池在未来的+年仍将保持旺盛的市场需求,并有可能推广到更多的应用领域.     

MH-Ni电池和Cd-Ni电池的内阻测试与分析

对金属氢化物镍电池和镉镍电池在不同条件下的内阻进行了测试分析。实验发现 :金属氢化物镍电池和镉镍电池的荷电态内阻小于放电态内阻 ,且镉镍电池的放电态内阻离散性较大。金属氢化物镍电池荷电态内阻随荷电量的变化存在最小值 ;金属氢化物镍电池和镉镍电池在长时间放电态贮存过程中 ,电池内阻都会增加 ,镉镍电池的内阻增加更明显 ,且离散性更大 ;但电池经过充放电活化后 ,电池内阻可大大降低。同批次生产的相同规格的电池 ,电池内阻越小 ,电池的放电电压平台越高。实验还发现 ,电池的集流体结构设计、隔膜的选择及电液量的多少都会影响电池的内阻。     

结构电池的研究现况

航空航天技术的迅速发展对相应电源技术的要求不断提高,传统电池(如氢镍和镉镍电池)的性能越来越难以满足需要。结构电池将电池与结构件合二为一,可有效降低系统质量,提高电池的有效容量,节约有效载荷空间等优点,将取代传统电池,成为航空航天用高性能电池新型应用形式。     

一种便携式智能充电器的设计

在充电电池使用过程中,影响电池寿命的最主要因素是过充电和过放电。普通MH-Ni蓄电池、锂离子蓄电池充电器功能比较单一,很难有效防止过充电的发生。研究了一种新型的便携式智能充电器的电路设计。该电路主要采用降压转换芯片MAX1685和数码管驱动芯片MAX7219作为电路主体,采用单片机PIC16F676作为控制核心,通过软件编程可以实现对1～3节锂离子蓄电池或1～8节MH-Ni蓄电池的充电和监测,其充电功能完善,安全高效,显示功能齐全,并且体积小、质量轻,完全适合于便携式设备的充电应用。通过实际的小批量推广应用,取得了良好的使用效果。     

锂离子电池的制造及其市场

介绍了产业化的锂离子电池生产工艺和流程,包括圆柱形电池和方形电池两种类型。分析了锂离子电池在当前电池市场上的竞争力,综合了国内外小型可充电池的市场情况,提出了对锂离子电池加强质量监督,建立有序竞争的建议。     

锂离子电池特性研究

为了提高锂离子电池组的安全性和使用寿命,需要对电池组进行有效的控制和管理。电池荷电状态（SOC）是电池管理系统中最重要的参数之一,是系统中其他功能的基础。因此,电池SOC实时、准确的估计有着重要的现实意义。实现电池SOC实时、准确的估计的基础是建立精确的电池模型。针对锂离子电池的几个主要特性进行了相关的研究和实验验证,为电池模型的建立提供了依据。