基于无迹H∞滤波的锂电池SOC估计研究

新能源汽车中锂电池的荷电状态(SOC)估计是电池管理系统的关键技术,对其准确估算有重要意义.所提的算法参考无迹卡尔曼滤波(UKF),将无迹变换(UT)融入到扩展H∞滤波中,用以估计锂电池系统状态均值和协方差,避免线性误差累积、增加算法的数值稳定性.在仿真实验中,在不同动态工况下分析了该算法的估计误差,证明算法在面对噪声干扰时具有较好的鲁棒性和准确性,是一种有效可行的算法.     

基于布谷鸟搜索优化神经网络的锂电池荷电状态预测

锂电池荷电状态(SOC)的预测是电动汽车锂电池管理系统中最为关键的技术之一;为实现对SOC的高精度的预测,提岀了一种基于布谷鸟搜索算法(CS)优化的误差反向传播(BP)神经网络的锂电池SOC预测方法,该方法的核心难点之一,在于优化BP神经网络的初始权值和阈值,从而可以改善易陷入局部最优的情况,减小算法对初始值的依赖;Matlab仿真结果表明,CS—BP神经网络算法的均方根误差值比BP算法的均方根误差值平均降低了0.010 6,CS—BP算法具有更高的预测精度和极强的泛化性能.     

纳米Al_2O_3复合聚醚凝胶电解质性能

通过添加不同质量分数Al_2O_3纳米粒子制备硅甲氧基封端的聚环氧丙烷为基体的复合凝胶聚合物电解质(纳米Al_2O_3/LiBOB/PC/BSPPO)。采用拉伸测试、差热和热重分析、交流阻抗、线性伏安扫描及极化电流-时间曲线等方法对其进行了力学性能和热性能等物理性能测试以及离子电导率、电化学窗口和离子迁移数等电化学性能测试。研究结果表明:当Al_2O_3纳米粒子质量分数为15%时,该凝胶聚合物电解质室温电导率最佳,达到1.1×10-3 S·cm-1,同时表现出较高的拉伸强度,良好的热稳定性,电化学窗口为4.8 V,离子迁移数为0.61。应用于磷酸铁锂半电池中表现出良好的循环稳定性和倍率性能,说明该复合凝胶聚合物电解质具有潜在的应用和研究价值。     

深海装备用锂电池热传递研究

以深海观测仪器300KADCP的锂电池为研究对象.将锂电池分别在25、4℃环境下进行放电实验,发现锂电池在4℃下放电效率远低于25℃.对锂电池在4℃环境下的不同对流换热系数进行模拟仿真,发现对流换热系数越低,锂电池热量流失越慢.因此,在深海低温环境下应该减少锂电池热量的流失,从而延长深海观测仪器的工作时间.     

18650磷酸铁锂电池不同放电倍率下产热机理研究

利用多物理场耦合软件COMSOL-Multiphisics建立了二维轴对称电化学-热耦合模型.探究了不同倍率放电下18650磷酸铁锂电池电极区域和隔膜区域的产热情况,并根据不同区域的热量积累,进一步分析了放电倍率的增加对反应热、欧姆热以及极化热等不同类型产热的影响.结果表明:随着放电倍率的增加,产热区域主要以正极产热和隔膜产热为主,产热类型主要以欧姆热为主,3 C放电时欧姆热占总产热的72.43％,反应热和极化热相对占比较小.     

锂电池能量状态与功率状态的联合估计

锂电池精确的能量状态(SOE)和持续峰值功率状态(SOP)对于电动汽车的稳定运行特别重要,对此提出一种锂电池SOE与持续峰值SOP的联合估计方法.首先,基于二阶RC等效电路模型采用了扩展卡尔曼粒子滤波算法(EPF)来估计SOE.其次,结合SOE的估计结果,在端电压、SOE和电池自身设计的多约束条件下对持续峰值SOP进行联合估计.最后,在动态应力工况对联合估计算法进行了Matlab仿真测试验证.测试结果表明了所提出的联合估计算法对于SOE和持续峰值SOP联合估计的有效性,并且具有较高的估计精度和较好的鲁棒性.     

单DC/DC升压型便携式PECT电源系统设计

为进一步满足脉冲涡流热成像(PECT)现场检测的应用需求,提出一种改进型"锂电池+超级电容"复合结构供电的便携式脉冲涡流热成像电源系统.通过分析两种串联式拓扑结构,采用"单DC/DC升压"结构来提升系统功率输出能力,同时搭建便携式检测系统,并详细介绍了激励电源控制策略,对便携式系统样机实验平台进行实验验证.实验表明,便携式电源系统的最大输出功率为1.9 kW,连续工作时间为1.1 h,系统样机净重为8.4 kg,该系统设计可较好地满足现场检测的需求.     

储能用锂电池模组主动式热管理系统性能研究

热管理对于保证电池模组的使用性能(包括安全性和寿命)具有重要意义.针对储能用方形锂离子电池模块,通过热流体模型仿真,研究了主动式风冷和液冷热管理系统性能.模块原串行式风冷方案被优化改进为串(并)行混合式风冷方案,提高了电池组温度场一致性,但对于降低最高温度作用有限,并发现液冷系统热管控性能明显优于风冷.还比较研究了风冷和液冷方案的能耗情况以及循环充放电过程中变流量工况对能耗的影响,发现空冷系统能耗约为液冷系统的6.2倍;变流量策略可以满足有效热管理的要求,而且降低了风冷系统24.3％的能耗和液冷系统19.7％的能耗.     

基于等效电路分析的航空锂电池工作特性研究

针对航空锂电池安全保障问题,提出了一种基于等效电路模型的锂电池工作特性分析方法。该方法通过PNGV等效电路处理,实现对航空锂电池物理反应过程的电路模拟,并基于此研究了航空锂电池的工作特性。实验结果表明,该方法能够实现对航空用75 Ah锂电池等效电路的有效模拟,等效模型能够有效分析不同条件下的电池工作状态,获得锂电池工作特性规律,为锂电池的安全航空应用提供保障。