电动汽车电池的现状及发展趋势

电动汽车电池既是发展电动汽车的核心,更是电力工业与汽车行业的关键结合点。结合电动汽车的发展历史概述了车用动力电池的发展情况,重点介绍了3种主要电动汽车电池:铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池的研究现状及当前的应用情况,并从电池化学性能和商业化的电动汽车电池组性能2个角度在技术和经济层面进行了详细的比较分析,最后对当前电动汽车电池的应用前景、未来发展趋势和研发中的新电池技术进行了展望,指出中国电力行业应关注电动汽车电池技术的发展,分析电动汽车充电负荷对电网的影响并及时采取应对措施。     

锂电池市场空间、存在的问题及促进措施

1锂离子电池市场的上升空间 动力锂离子电池发端于小型锂离子电池,锂离子电池末端巨头垄断竞争格局变化较小。制造商将通过规模效应降低成本,车用锂离子动力电池价格将逐步降低,为电动汽车的大规模应用开道。与传统汽车相比,电动汽车产业链在基础上进行了延伸,增加了电池、电机、电控系统等组件。电池是新能源汽车产业链中最为核心的环节。在新能源汽车新增组件中,电池系统占新增成本的绝大部分,这个环节预期产生的附加值也最高。根据测算,动力电池在纯电动汽车的成本构成中高达60％。     

动力电池梯次利用研究进展

随着电动汽车用锂电池的迅速发展,预计未来几年动力电池将进入大量回收的阶段,因此需要考虑电池的梯次利用,分析了电动汽车用锂离子电池的梯次利用的重要性,介绍了动力电池梯次利用的研究进展,并提出了动力电池梯次利用的过程和技术问题。     

新一代动力锂离子电池研究进展

满足新能源汽车用动力电池的高比能量、快速充电、长寿命等需求,使电动汽车达到燃油车接近的使用条件,是电池研究者追求的目标。新一代锂离子动力电池包括全固态锂离子电池、锂硫电池、锂空气电池等。介绍了这些锂离子电池的研究进展,分析了当前的研究热点,并对今后的研发态势进行了展望。     

电动汽车能量存储技术概况

叙述了电动汽车能量存储技术的发展 ,说明了不同类型电动汽车对动力电池的要求不同 ,着重分析了动力电池 (包括铅酸电池、MH Ni电池 ,锂离子蓄电池和ZEBRA电池等 )技术现状以及优缺点。铅酸电池比能量低 ,技术成熟 ,价格便宜 ,在电动车辆中应用普遍。镍金属电池 ,特别是MH Ni电池 ,比能量和比功率较高 ,实现了商品化 ,目前已经作为铅酸电池的可替代动力电池。锂离子蓄电池是动力电池的发展热点 ,与前两种动力电池相比 ,具有更高的比能量和比功率 ,寿命长 ,是一种绿色环保电池。此外 ,对燃料电池、超级电容器和飞轮电池作了扼要介绍。动力电池的发展与电动车辆的需求密切相关 ,目前混合电动车辆发展迅速 ,其辅助动力电池需要高比功率特性 ,以提高车辆的动力性和经济性。     

车载锂离子动力电池系统及充换电技术研究

电动汽车车载动力电池的性能直接影响汽车的续航里程,车载动力锂离子电池组的安全性和串联充电不均衡问题是限制其发展的一大阻力。结合国内外电动汽车动力电池的发展状况,对其中前景较好的锂离子电池管理系统的构成和核心功能进行了重点介绍。分析了车载锂离子电池组的充电模式,总结出针对它的智能充电最优方法,并针对电池检测装置进行了初步介绍。     

锂离子动力电池热安全性研究进展

锂离子电池因为其优异的性能在各方面得到了大量应用。锂离子动力电池的热稳定性,严重影响电动汽车的安全性和生命周期。放热反应会引起电池内部热聚集,导致热失控引发电池的燃烧或爆炸。对锂离子动力电池的热稳定性进行了分析,介绍了热失控的一般过程,综述了锂离子动力电池热模型的研究进展。重点介绍了改善电池热安全性的方法,包括电池材料、制造工艺和电池热管理等三个方面。     

混合动力汽车电池系统SoC使用范围的设计

锂离子电池作为电动汽车的主要储能动力源,是影响电动汽车动力性和经济性的主要因素。锂离子动力电池系统的SoC使用范围的设计是动力电池系统设计的难点,目前尚无统一认识。为了更好地利用电池,本文从功率需求、容量需求、效率、寿命等角度对锂离子电池系统SoC使用范围进行了综合分析。     

锂离子动力电池安全性能影响因素分析

锂离子动力电池由于安全性问题,应用于电动汽车和混合动力汽车受到限制。本文从电池材料的选择、动力电池的设计等方面分析影响锂离子动力电池的因素,总结改善锂离子动力电池安全性能的方法。     

电动汽车电池模块设计

动力电池通过不同形式的串联、并联组成电池模组,若干电池模组与电池管理系统等组成的电池系统为电动汽车提供动力。本文对不同规格的锂离子电池模组设计进行介绍,分析其优缺点,提供一些设计中可供参考的信息。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

锂离子电池组不一致性控制的研究进展

总结电池均衡、成组方式和热管理的研究方法及问题。电池均衡技术主要有电池均衡电路、电池均衡控制策略;电池成组方式主要有电池串并联方式、电池连接阻抗;电池热管理主要有电池生热特性、电池散热结构和电池组热管理等。     

几类面向电网的储能电池介绍

储能技术在现代电力系统中的作用日益凸显,储能电池则是大规模储能技术的重要发展方向。文中就目前比较成熟的储能电池体系,包括铅酸电池、锂离子电池、液流电池和钠硫电池的发展历史、研发现状,以及不同电池体系应用到电网储能的优势和存在的问题进行了讨论。文中重点介绍了钠离子电池和液态金属电池等2类新兴的电化学储能技术的研究现状、技术优势及现存挑战等。通过比较,认为在进一步提高现有电池性能、降低储能价格的同时,亟需发展下一代能满足大规模储能应用的电化学储能新体系。     

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。