电动汽车车载锂电池分段充电策略研究

为了实现电动汽车（EV）车载锂电池快速充、放电,研究了电动汽车锂电池分段充电策略,给出了充电拓扑图。通过监控电池端电压和电流,采用了恒流、恒压和涓流3种充电方式结合的方法,控制功率变换器对电池进行智能充电。实验结果表明,利用分段充电方法可以在30min内使电池端压达到额定值,并通过恒压充电使电池迅速得以充满。该研究为提高车载电池充电效率、缩短充电时间和保证充电安全奠定了基础。     

基于DSP控制的锂电池快充电路研究

针对锂电池充电速度需要不断提升,而不同种类锂电池最佳充电策略不同的问题,对锂电池充电电路、充电方法等方面进行了研究,对不同充电电路的优缺点进行了归纳,提出了一种基于DSP28035控制的锂电池快充电路,可用于单体锂电池快速充电方法研究。用DSP28035采集电池电压电流对其进行了数字闭环控制,电路具有6 V~30 V的宽范围输入,Buck降压变换器用于电池充电,Boost升压变换器用于脉冲放电去极化,电池充放电电流均精确可调。改变DSP的程序可实现CC、CV、CCCV以及阶梯恒流充电、脉冲充电等多种形式的充电。利用Matlab/Simulink进行了仿真,并制作了充电样机,进行了锂电池充电测试。研究结果表明,该电路结构简单、控制方便,能够进行各种充电策略测试,能够实现过流、过压、过温保护,电路稳定性好、可靠性高。     

一种新型锂电池管理系统的设计与实现

随着社会的发展,锂电池在生产生活的各个领域应用非常广泛,电池的应用与管理变成了各种设备发展中一种非常关键的技术.本文通过对锂电池技术的研究,设计了一种新型的关于锂电池的管理系统,并介绍了实现方法.该锂电池管理系统的设计,实施了分布式的结构设计,内容包含有电量估计,电池充电与放电,单个电池间的均衡等功能本地测量模块,具体分析了实现各个模块的硬件设计.     

基于单片机控制的智能充电器设计

根据锂电池的充电特点,采用MSP430单片机进行充电控制,实现对锂电池恒流和恒压充电,缩短充电时间,提高充电效率。并通过检测电压电流,能够自动控制对电池的充电方法,防止电池的过放与过充,起到保护充电电池的作用。     

无轨电车锂电池组充电策略设计

分析用无轨电车传统充电模式对锂电池组充电时的不足,提出了车载充电机受电池管理系统控制的充电模式.电池管理系统采集分析锂电池组的数据,得出充电允许信号、充电电流和充电电压限制值等信息,并通过CAN总线与车载充电机交换数据,控制车载充电机对锂电池组进行安全、快速地充电.     

一种大型锂电池组的温控设计

锂/亚硫酰氯电池放电时发热问题不仅影响锂/亚硫酰氯电池的性能和使用寿命,也存在严重的安全隐患。研究了大型锂电池组在密闭空间内的安全使用问题,讨论了不同散热条件下锂/亚硫酰氯电池内部温度随时间的变化关系和温度分布情况的影响,提出了温控解决方案,试验结果表明该方案能有效地保证密封空间内锂电池组在安全温度下工作。     

基于MSP430的手机电池智能充电器

充电器的种类繁多,但通常每种充电器只能对特定的锂电池进行充电。充电时,锂离子电池的充电电压必须严格保持在4.2±0.0005V范围内,充电速率通常限制在1C以下。若充电电压超过4.5V,可能造成电池的永久损坏。为了解决这一问题,本设计着重从锂电池的安全充电考虑,使充电器能够给任意型号的手机锂电池充电,尽量降低充电器对锂电池寿命的影响。     

基于太阳能多功能充电器的设计

太阳能电池板在光照条件下把光能转换为电能,将这些光能很好的利用,由于太阳能电池板输出电压过低、不稳定,必须经过一个升压的DC/DC转换电路,稳压处理后,再由充电管理电路给负载充电,锂电池一般不宜采用全过程恒流充电方式,而是采取开始恒流快速充电,待电池电压上升到设定值时,自动转入恒压充电方式,这样有利于保存电池容量。当内部锂电池充满电后,将该内置锂电池经过USB数据线给各种数码设备充电,也相当于锂电池放电过程,但是对手机来说是充电过程。故太阳能多功能充电器在未来有很大的利用前景。     

基于不一致性的三元锂电池组寿命研究

动力电池组的循环寿命性能直接决定了电动汽车的实用化和商业化进程。通过对现有市场上主流的三元锂电池单体电池及相应的电池组进行长期的循环寿命试验,重点考察三元锂电池的单体电池循环寿命、电池初始状态下电压不一致性和三元锂电池组循环寿命的相关性,认为:考虑到现有的设计需求,为了保证电池组寿命成组效率高于0.9,电池初始状态下电压极差需要控制在20 mV以内、变异系数需要控制在10以下。研究结果对三元锂电池在电动汽车中的应用具有较大的现实意义。     

磷酸铁锂储能电池簇过充热失控蔓延特性仿真研究

储能电站集装箱是以电池簇即电池多模组为基础建立的,电池模组相对密集并且极端情况下电池模组的热失控容易造成电池簇蔓延从而引发更严重的后果.因此,有必要对储能环境中电池簇的热失控蔓延过程进行热场仿真研究.通过设计和搭建8.8 kW·h的磷酸铁锂电池模组试验方案进行不同充电倍率的过充试验,试验结果表明磷酸铁锂电池模组在0.4C的过充倍率时未出现燃烧现象,0.5C过充条件时出现燃烧起火现象.在试验的基础上,通过COMSOL仿真软件建立电池簇热场仿真模型,对不同倍率下电池簇的过充热失控蔓延过程进行仿真分析.仿真结果表明,电池模组0.4C倍率过充时不会引起电池簇内其他电池模组热失控,过充模组正下方的电池模组所受影响较大;电池模组0.5C倍率过充时上表面温度急剧上升,会逐级触发上方电池模组的热失控.本研究可为储能电站的过热安全防护提供理论和技术支撑.     

高精密铅酸蓄电池充放电管理系统的研究

针对铅酸电池充放电管理系统中存在的谐波污染大、功率因数低、续航能力不足的问题,文中提出一种电流解耦控制算法,通过蓄电池充放电装置主电路原理和参数设计、检测电路设计、控制电路的设计,完成了一套智能铅酸蓄电池充放电管理装置设计,经过充电工况输出侧波形质量数据测试,该系统网侧输出额定电压120 V,网侧的功率因数达到了0.9...     

纯电动汽车电池管理的开发与应用

简要介绍了搭载磷酸铁锂电池的电动汽车电池管理系统与整车的关系,分析了磷酸铁锂电池的充放电特性,阐述了电池管理系统的结构,对于电池电量(SOC)的估算做出阐述,根据应用经验估算出电池可循环使用寿命(SOH),通过大量实验数据说明了电池的充放电特性,这些特性对于电池管理系统的开发具有积极意义.     

电动汽车锂离子动力电池健康状态在线诊断方法

随着电动汽车的快速发展,高比能锂离子电池的衰减问题日益受到关注,其健康状态是耐久性管理的核心参数,对延长电池寿命提高系统可靠性至关重要。以三元材料锂离子电池为研究对象,基于正负极的开路电压模型,描述正负极和全电池的匹配关系并在全新电池尺度上重构其开路电压-荷电状态曲线,分析正负极匹配关系在电池经历各种老化模式后的演变特性,从而在全新电池尺度上重构老化电池的开路电压-荷电状态曲线,并据此提出了改进的锂离子电池老化模式无损定量诊断方法,克服了现有方法必须以电池的真实开路电压-荷电状态曲线为诊断依据的局限性,从而更加适用于实车在线应用。采用扩展卡尔曼滤波算法,从电池动态电流工况放电数据中辨识开路电压随放电容量的变化曲线,并使用所提出的老化诊断方法拟合该开路电压曲线,可以定量分析电池遭受的正极材料损失、负极材料损失和可用锂离子损失。在此基础上,提出电池最大可用容量的估计方法和真实开路电压-荷电状态曲线的辨识方法,结果表明,在动态工况下容量估计误差在1%以内,开路电压-荷电状态曲线的方均根误差在6 mV以内。该方法应用于电池组,可以实现电池组内各单体电池的最大可用容量和荷电状态一致性估计。     

PLC在镍镉电池充电系统中的应用

利用S7200可编程序控制器和可控硅充放电技术构成电池智能活化系统,具有对镍镉电池进行快充、均充和放电等功能,很好的解决了镍镉电池的“记忆”效应。     

面向整组寿命最大化的电动汽车电池一致性变化规律及其均衡策略

串联电池组的一致性问题是电池成组使用的关键问题之一,常通过电池均衡技术进行干预调节。但现有均衡策略多着重于单次循环容量和能量的最大利用,忽视了长时间尺度下电池组的一致性演变。为实现长时间尺度下的电池组寿命最优,试验研究了工作区间对电池老化的影响,讨论了传统顶部均衡和底部均衡下的电池组一致性演变,提出了优化最差单体工作区间的寿命均衡策略。研究发现使用的三元锂电池在高荷电状态区间循环时存在较快的容量衰减,增加循环放电深度同样会加速容量衰减;顶部均衡和底部均衡虽然可以最大化电池组单次性能,但容量一致性依旧持续变差,表明了寿命均衡的必要性;提出的寿命均衡策略使最差单体循环在较低的荷电状态区间,减小其容量衰减速率,进而有效地提高电池整组的累计放电量;最后,设计的试验证实了所提出的均衡策略可以显著提高电池组的容量一致性,并设计了相应的系统实现方案。提出的寿命均衡策略也为未来电池组的均衡研究提供了新的方向。     

用户多电源供电储能系统蓄电池充放电控制研究

为了提升蓄电池充放电控制的准确性,对用户多电源供电储能系统蓄电池充放电控制进行研究。通过设计双向AC/DC变换器实现蓄电池充放电控制,以双向AC/DC变换器一般数学模型为基础,加入同步旋转坐标系构建双向AC/DC变换器dq模型,提升蓄电池充放电控制的准确性;并网运行时,双向AC/DC变换器利用PQ控制策略,完成蓄电池充放电过程中功率平衡控制;离网运行时,双向AC/DC变换器利用V/f控制策略,完成蓄电池充放电过程中电压与频率的平衡控制。实验结果表明,所研究蓄电池充放电控制策略能够有效控制蓄电池充放电,提升蓄电池充放电过程中功率平衡控制的准确性。     

电动车辆用Ni-MH电池智能化充放电控制

以Ni-MH电池在电动车辆中的应用为目的,论述了电动车辆用Ni-MH电池充放电控制过程的基本原理,阐述Ni-MH电池智能控制系统监测与控制的总体结构和功能流程,根据智能控制原理和专家经验探讨以Ni-MH电池能量合理使用为目的的充放电控制算法,给出电动车辆用大功率Ni-MH电池的充放电特性及其充放电电压、电流、电池温度等对其容量的影响结果。试验结果表明,该控制系统可使Ni-MH电池能量利用率增加20％以上,自适应能力较强、运行可靠,电池寿命也有显著延长。     

小型风电系统充放电控制器的设计

该设计采用STC89C52单片机作为控制器的核心,为了实现对蓄电池电压的采集和显示,系统硬件电路设计主要包含了单片机控制电路、充放电电路,电压采集和显示电路以及PL2302串口通信电路。通过软件设计使单片机输出PWM控制信号,控制蓄电池充放电。此外,加入了具有隔离作用的光电耦合器驱动电路,在一定程度上实现了对蓄电池的保护,同时减少过充、过放、反接带来的影响。实验调试结果说明该控制器能够达到预期目标,可靠性高。     

锂电池与超级电容混合电动汽车系统在环综合测试

利用超级电容的功率密度高及可大电流充放电等特点,提出并设计了锂电池与超级电容双能源电电混合动力系统,建立了基于交流电力测功机的混合动力系统在环综合测试台架。采用70.4V/40A·h的磷酸铁锂电池组与48.6V/165F超级电容模组进行混合,并设计了基于综合测试台架的后向工况测试流程。最后采用UDDS动态工况,完成对基于模糊PID控制的双能源能量管理策略系统的在环测试。测试结果表明,通过混合结构及能量管理策略,锂电池组的充放电电流均限制在1C范围内,超级电容承担大部分电流波动,保护了锂电池组。     

基于动态内热源特性的车用锂离子动力电池温度场仿真及试验

针对电动汽车动力电池在充放电工作过程中由于热量聚集而导致的温度场非均匀性问题,采用数值仿真与试验相结合的方法,基于电池内阻温升特性,考虑耦合正负极耳的热影响,建立生热速率的时变内热源模型,获得更加精确的电池温度场分布及其动态变化规律,并深入进行温度一致性分析。以某车用锂离子动力电池为样本,对电池单体及模块分别进行温升计算和三维温度场分析及相应的测试试验。结果表明:同一充/放电倍率下,放电温升明显大于充电温升,且电池最大温差随着倍率的增大而增大;电池的温升是一个随时间先增大后恒定的非线性变化过程,且随着放电倍率的增大电池温升速率越大;电池模块温度场并非电池单体温度场的简单叠加,且在相同充放电倍率下电池模块的热一致性不如电池单体。