铅酸动力电池峰值功率测试方法研究

动力电池峰值功率对于电动汽车动力匹配优化和合理设计电池管理系统控制策略具有重要的理论意义。本文提出峰值功率估计-恒功率充放电验证的测试方法,并以铅酸动力蓄电池为例测试常温25℃下电池不同SOC点的峰值功率。结果表明,恒压充放电法得到的峰值功率估计值与最终结果相吻合,该方法可以便捷地测试不同持续时间的电池峰值功率。     

动力电池充放电效率测试分析

从理论上对动力电池充放电效率的不同测试方法进行了分析,建立了电池充放电效率的测试模型,提出了直流脉冲法快速测试电池在不同放电率和放电深度下的充放电效率。同时采用不同的测试方法测试了不同动力电池的充放电效率,分析了不同放电率和不同放电深度对电池效率的影响。直流脉冲法和其它测试方法相比,测试结果基本相同,但这种测试方法可以缩短测试的时间。     

磷酸铁锂电池恒流和恒功率测试特性比较

与生产、试验过程中常用的恒流充放电方式不同,电池储能电站在电力系统中主要受恒功率充放电的指令调度。为了掌握储能电池在恒功率条件下的特性,建立相应的恒功率测试方法和标准,对66 Ah磷酸铁锂储能电池进行了不同倍率的恒流充放电和恒功率充放电测试,并对两种测试方法下电池的充放电曲线、容量、能量、效率等参数特性进行了比较。结果发现,恒流恒压充放电模式下,电池的倍率性能较好,1小时率放电容量保持率高达98.97%,充电能量表现出随倍率增大而增大的变化趋势;恒功率充放电模式下,电池由于不能完全充满电,倍率性能比较差,1小时率电池放电容量和放电能量分别为59.68 Ah和188.18 Wh,仅为10小时率条件下的91.38%和88.85%。此外,两种测试方式下的容量、能量均在3 h附近出现拐点,在该倍率下,可以用放电容量与工作电压的乘积来计算放电能量,误差均在0.3%以内。     

HEV用蓄电池输出功率的测试方法研究

动力蓄电池是混合动力车辆(HEV)的功率补充系统,在整车控制策略过程中需要了解电池的峰值输出功率.选择了多段脉冲放电和恒功率放电的电池功率测试方法,比较了研究HEV小轿车用镍氢动力电池的10 s峰值输出功率.结果表明:通过采用多段脉冲放电的测试方法,并采用指数函数进行预估,得出的电池峰值输出功率与通过恒功率放电方法得出的结果比较一致.     

锂离子电池的可逆及不可逆产热测试

针对商业化的圆柱型18650锂离子电池,对其在充放电过程中的可逆及不可逆产热参数分别进行测试和计算,结合绝热加速量热仪(ARC)对电池放热的实测数据进行拟合分析,结果表明:根据该测试方法计算的可逆及不可逆产热数值与实测值具有很好的吻合性;该电池在0.3 C充放电过程中的总产热功率变化情况由可逆产热功率决定;可逆产热功率在电池荷电态为20%~60%区间内呈现出一个最高峰,对应电池发生熵变的脱嵌锂电化学主反应;不可逆产热功率在低荷电态下较高,而在其他荷电区间内变化幅度较小;电池在充放电过程中的总产热功率曲线是以不可逆产热功率曲线为对称轴,而在形状上基本呈现为上下对称。     

基于组合峰值功率测试的锂离子电池性能评价方法

电池峰值功率和能量对提高电动汽车电机输出能力和续航里程有重要的理论意义和实用价值,是评价锂离子电池性能的重要参数.为解决复合脉冲和日本电动汽车协会标准(JEVS)峰值功率测试方法在放电低端和充电高端易达到截止电压的问题,提出了一种混合脉冲功率特性(HPPC)测试和反向传播(BP)神经网络相结合的峰值功率测试方法,在保证准确率的条件下快速获得放电低端和充电高端的峰值功率值.在此基础上,建立了一种以比能量和比功率为核心的电池性能评价体系,提出了基于德尔菲法确定权重系数的电池综合性能评价方法,为快速准确选择电池提供依据.     

钛酸锂电池恒功率及恒流测试特性比较

为了掌握钛酸锂电池在恒功率条件下的特性,促进钛酸锂电池在储能领域的应用和发展,分别以恒功率充放电模式、恒流充放电模式对钛酸锂电池进行了倍率及循环寿命测试,对两种测试方法下电池的容量、能量、内阻等特性进行了比较,并比较了电流-容量(安时)参数评价体系与功率-能量(瓦时)参数评价体系的不同。结果发现,相较于恒流模式,钛酸锂电池在恒功率模式下的放电容量、能量、效率等衰减较快,内阻随放电深度的增加增大较快;相较于电流-容量(安时)参数评价体系,功率-能量(瓦时)参数评价体系能更快、更明显地监测到电池性能的变化。     

基于数据统计特性的GS-SVM电池峰值功率预测模型

以锰酸锂动力电池为研究对象,对电池处于不同温度和荷电状态下的情况进行10 s峰值功率测试,同时测量电池内阻。对实验测试得到的温度、荷电状态、内阻及峰值功率数据进行统计分析,包括测试变量间的相关程度评估和共线性检测,挖掘电池外特性参数与峰值功率数据间的统计关系。在此基础上,提出采用基于网格搜索的支持向量机(GS-SVM)建立电池的峰值功率预测模型。验证结果表明所提模型预测精度高,平均误差仅为3.65%;该模型训练时间短、响应速度快、操作性强,可以实现对动力电池峰值功率的快速估计,为电动汽车安全可靠运行提供有力保障。     

锂离子动力电池模块循环寿命动态测试方法研究

锂离子电池因为其自身性能的优越性而被广泛应用在电动道路车辆中。本文采用动态循环测试方法,模拟电动汽车在实际使用过程中功率的消耗,在此基础上评价锂离子电池模块的循环寿命,并且研究了不同放电深度下电池模块的峰值功率特性。本文旨在提供一种评价锂离子动力电池模块循环寿命的动态测试方法,以供国内相关企业参考使用。     

退役电池快速检测分类方法研究

随着大量锂离子电池从电动汽车上退役,对退役电池快速检测的研究迫在眉睫。针对传统方法因初始状态差异,导致电池在二次利用前的一致性检测时间较长问题,基于电池充电曲线提出了一种快速测试方法。通过将电池充电至截止电压保证电池具有相同的初始状态,而无需进行将电池放空以保证初始状态相同这一步骤,测试时间仅为电池完整充放电时间的12.5%,检测效率提高;提取特征后采用融合Canopy的K-means++聚类算法在NASA数据集和实验室电池上进行验证,聚类准确度达80.5%,证明了设计的快速测试方法的可行性。     

电池储能技术在风电系统调峰优化中的应用

针对现有常规机组调峰容量难以满足系统调峰需求的问题,提出了一种基于电池储能的风电系统调峰优化模型。该模型通过对风电储能系统和常规火电机组的运行施加约束条件,使得电池储能系统的运行状况能够及时得到调整,从而实现电池储能参与风电系统调峰和优化调度的目标。通过实际算例对比了电池储能系统在参与风电系统调峰前后弃风现象、调峰容量和日负荷峰谷差的变化。仿真计算结果表明,该方法可以有效提高大规模风电并网后的系统调峰,使系统接纳更多的风电,避免弃风导致的资源浪费,提高了整个系统的经济性和稳定性。     

超级电容器蓄电池混合电源

超级电容器与蓄电池混合使用,可以充分发挥蓄电池比能量大和超级电容器比功率大、循环寿命长的优点,大大提升混合电源的性能。建立了蓄电池超级电容器并联的数学模型,定量地分析了混合电源性能的改善及其影响因素。对直接并联、通过电感器并联和通过功率变换器并联三种结构进行了研究和实验验证。实验表明,混合电源的功率输出能力大大提高了,蓄电池的放电过程得到了优化;通过功率变换器的并联结构具有较好的效果和实用性。     

基于虚拟电池模型的DCHP系统全周期功率波动平抑策略

针对分布式热电联供系统与外部电网联络线全周期功率波动问题,提出了基于虚拟电池模型的分布式热电联供系统全周期功率波动平抑策略。该策略首先根据热负荷的动态约束建立气态虚拟电池模型,并与液态虚拟电池模型和电池储能模型共同构成电网统一模型下的虚拟电池综合储能系统。然后将分布式热电联供系统全周期功率波动平抑问题等效成一个最短路径优化问题,并采用改进Dijkstra算法,通过调控虚拟电池综合储能系统的荷电状态对其进行求解。在理论研究的基础上,利用实际的户用能源管理系统对所提出的全周期功率波动平抑策略进行测试。结果表明,所提策略能够平抑分布式热电联供系统全周期功率波动,实现电池储能、液态热储能和等效气态热储能的协同调度。     

梯次利用储能电池管理技术与试验应用

为了保证梯次利用电池储能系统的安全可靠运行,提出了100 kW·h梯次利用储能电池系统的安全电池管理系统。首先,针对梯次利用的100 kW·h储能用动力电池的特性进行初步分析,包括储能系统中梯次利用电池的容量分布分析、不同容量电池在某特定工况下电池模组的SOC-OCV特性分析、系统充放电容量测试、电池容量不一致性分析等,明确了针对梯次利用电池管理的主要关键参数。其次,为了保证梯次利用电池储能系统的安全可靠运行,对梯次利用电池的特性进行了系统安全可靠性分析,采用了系统级的故障诊断方法和多级故障报警策略。最后,用开发的电池管理系统样机进行系统容量测试验证。试验结果表明,此电池管理系统满足梯次利用电池储能系统的应用需求。     

基于FPGA的便携式仪器电源系统研究

锂电池组的电源管理系统是保证便携式仪器安全,稳定运行的关键。为了延长电池的使用寿命,保证其连续工作时间,设计了一种以FPGA为控制核心的电源管理系统。实现了对电池充放电保护,开关机控制,电池剩余电量检测以及高效、低纹波的输出方案。制作了PCB板并下载程序,连接电池进行了实验。通过实验证明了电池管理系统的有效性。该系统可为便携式仪器的电源管理系统设计提供参考。     

Field trial on a rack‐mounted DC power supply system with 80‐Ah lithium‐ion batteries

Using an industrial lithium‐ion battery that has higher energy density than conventional valve‐regulated lead‐acid batteries, a rack‐mounted DC power supply system was assembled and tested at a base transceiver station (BTS) offering actual services. The nominal output voltage and maximum output current of the system are 53.5 V and 20 A, respectively. An 80‐Ah lithium‐ion battery composed of 13 cells connected in series was applied in the system and maintained by the floating charge method. The DC power supply system was installed in a 19‐inch power rack in the telecommunications equipment box at BTS. The characteristics of the 80‐Ah lithium‐ion battery, the specifications of the DC power supply system, and field‐test results are presented in this paper. \copy 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 174(3): 1–8, 2011; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21067     

异步电动机驱动系统母线电压对峰值功率的影响

为了解决理论设计的电动车用异步电动机实际的峰值输出功率不满足车辆动力性要求这一问题，通过分析电机驱动系统母线电压对输出功率的影响，提出了在电机绝缘等级范围内提高母线电压等级以增加电机峰值输出功率的一种简单有效的方法。测试了不同母线电压下异步电动机的性能，实验结果表明，电压每升高50V，峰值输出功率大约增加20％，验证了该方法的正确性和可行性。     

基于NEDC工况的动力电池使用寿命测试方法研究

针对目前动力电池的循环寿命测试方法和电动汽车用动力电池的行驶里程无法对应的问题,在电动汽车的实际使用工况统计数据的基础上,结合NEDC工况,设计了基于NEDC工况下的动力电池寿命测试方法。通过实验测试发现,该测试方法可以较为准确地反映动力电池在电动汽车上的行驶里程,对于评价动力电池在电动汽车上的应用性能具有很好的参考性。