Energy storage devices for future hybrid electric vehicles

Powertrain hybridization as well as electrical energy management are imposing new requirements on electrical storage systems in vehicles. This paper characterizes the associated vehicle attributes and, in particular, the various levels of hybrids. New requirements for the electrical storage system are derived, including: shallow-cycle life, high dynamic charge acceptance particularly for regenerative braking and robust service life in sustained partial-state-of-charge usage. Lead/acid, either with liquid or absorptive glass-fibre mat electrolyte, is expected to remain the predominant battery technology for 14 V systems, including micro-hybrids, and with a cost-effective battery monitoring system for demanding applications. Advanced AGM batteries may be considered for mild or even medium hybrids once they have proven robustness under real-world conditions, particularly with respect to cycle life at partial-states-of-charge and dynamic charge acceptance. For the foreseeable future, NiMH and Li-ion are the dominating current and potential battery technologies for higher-functionality HEVs. Li-ion, currently at development and demonstration stages, offers attractive opportunities for improvements in performance and cost. Supercapacitors may be considered for pulse power applications. Aside from cell technologies, attention to the issue of system integration of the battery into the powertrain and vehicle is growing. Opportunities and challenges for potential “battery pack” system suppliers are discussed.     

一种汽车动力电池模拟负载电路设计方案

为解决BMS系统中涉及电池平衡相关功能的软硬件开发、测试、生产等对电池负载的需求,介绍了一套电路设计方案,来模拟真实的电池电特性。此系统包括电池单体模拟电路、电容充放电电路、电容电压监控电路、Pack模拟电路等电路模块。同时,负载电路还有拼接功能,满足不同规模大小的测试需求,其控制接口采用CAN总线,具备控制简单,便于集成的特点。模拟负载拥有真实负载所不具备的诸多优点,如一致性好,可重复性高,状态改变快,使用寿命长,模拟工况丰富等,因此它是BMS开发工程师的必备工具,对推动BMS系统研发有积极的意义。     

混合动力电动车用NiMH电池模型仿真研究

混合动力电动车(HEV)是当前解决能源和环境问题切实可行的途径之一，也是当今世界研究的热点。NiMH电池因具有高比能量、高功率、长寿命等优点，成为电动汽车和混合动力电动车的动力电源之一。本文建立了基于MatLab的NiMH电池模型，该模型的参数考虑了蓄电池荷电状态SOC(State-of-charge)和温度的影响，并介绍了相关参数的确定方法，最后参考ECE15标准进行了仿真和模型的验证。     

第二十届国际原电池和蓄电池会议评述

世界小型蓄电池市场现状及发展趋势分析表明,金属氢化物镍蓄电池开始下降,镉镍蓄电池保持稳定,而锂离子蓄电池仍然处于快速增长态势。预计2003年锂离子蓄电池产量将达到12.55亿只,比2002年增长45%,销售额将达36.14亿美元,比2002年增长29%,价格比2002年下降16%;同时,新型电池技术发展也依然强劲,其中呈现了三个热点技术领域,即锂离子蓄电池及相关材料,42V和混合电动车蓄电池,燃料电池。对上述热点领域的技术发展现状及趋势作了评述。     

应用于混合动力汽车的三电平双向DC/DC变换器

为了提高混合动力汽车驱动系统中双向DC/ DC装置的开关频率,把三电平技术应用到该装置中,提出一种新的三电平双向DC/DC变换器拓扑。通过分析电路,在相同先决条件下,将三电平拓扑和传统两电平拓扑相比,得出前者的开关管电压应力和电感电流可减小的幅度,最后通过仿真试验验证了分析结果。     

隔膜对锂离子动力电池电化学及安全性能影响

将锂离子电池隔膜应用于动力电池进行整体评估,通过实际实验数据分析其电化学性能和安全性能;实验数据表明用于动力电池的隔膜应为抗拉强度大、空气渗透性好、抗穿刺强度大、高温热收缩较小、热关闭温度较高,隔膜的浸润性好,满足以上条件的同时,隔膜尽量轻、薄。     

用于混合动力汽车的三电平双向DC/DC变换器

将三电平技术应用到双向DC／DC装置中,可以提高混合动力汽车驱动系统中双向DC／DC装置的开关频率,为此提出了一种新的三电平双向DC／DC变换器拓扑。通过三电平拓扑和传统两电平拓扑电路的对比分析,得出了相同先决条件下这两种拓扑中开关管电压应力和电感电流可减小的幅度。最后通过仿真试验验证了分析结果。     

电动汽车CAN总线数据采集显示系统开发

文章采用AT89C52单片机与CAN控制器SJA1000设计了基于CAN总线的电动汽车数据采集显示与控制系统。阐述了系统的构成原理,硬件设计电路实现,调试关键技术,软件设计流程思想以及系统增强功能。该系统已成功应用于电动汽车上,取得了良好效果。     

后驱串联混动HEV乘用车整车性能仿真研究

《节能与新能源汽车路线图2.0》发布,国家鼓励节能车大力发展。串联混动HEV具有油耗低、结构简单等优点。本文以公司开发的某后驱串联混动HEV样车为基础,对动力系统进行了参数选型,对WLTC工况下汽车的整车性能进行了仿真分析,并与燃油版进行了对比。结果表明:该串联混动HEV动力系统参数选型合理,满足设定的整车性能目标,与燃油版车型的对比中油耗优势明显。     

电动车用电池充电状态和功率强度估计

讨论了电动车 (EV)和混合电动车 (HEV )用电池电量模型和功率模型的建立 ,提出了一种新的电池剩余电量(SOC)和电池功率强度 (Powercapability)的综合估计方法。从电化学角度建立了一个电池参考模型 ,以安时计量为主并综合考虑影响电池SOC的多种因素进行SOC估计 ,功率强度估计主要基于电池等效内阻的估算。SOC估计和功率强度估计相结合 ,实现了在功率强度估计的同时对SOC估计提供自调整机制。该综合估计方法已经在我们自主开发的实验平台上实现 ,并经实践证明是可行的