锂离子电池组合前后的特性研究

为更好地使用锂离子电池组,更精确地估算电池的荷电状态(SOC),对锂离子电池组合前后进行了常温4.0 A充放电、常温7.5 A放电、-20℃下4.0A放电以及55℃下4.0A放电等实验测试.实验结果显示:锂离子电池成组后的充放电特性有所下降,电池组总容量下降为单体电池的90%左右,SOC偏低,工作电压的下降速率在放电末期急剧上升,可达平台区的50倍.对电池组的一致性进行了分析,得出锂离子电池成组时应充分考虑单体电池的一致性;在估算SOC时,采用电池组参数和单体电池参数相结合的方式.     

基于剩余容量的锂离子电池组均衡策略

不一致性使得电池在成组后容量利用率方面远不及单体电池,现有的均衡方法注重防止电池过充过放,控制策略没有兼顾能量利用效率,均衡过程能量损失较大。基于单体电池剩余容量估算,通过对电池体质的在线辨识,将电池划分为倾向于过放、倾向于过充以及与整体平均剩余容量变化一致3类,并依据电池体质合理地分配每类电池的均衡能量。实验表明该方法较传统的电压中心均衡策略能够有效缩小单体电池剩余容量差异,电池组容量利用率提升了3.3%。     

基于一致性模型的梯次利用锂离子电池组能量利用率估计方法

锂离子电池的不一致性导致电池组的容量和寿命等指标显著小于电池单体,且该问题在梯次利用的应用场景下更为严重.电池组老化后,电池组内电池不一致性参数之间并非相互独立,而是相互耦合,因此造成电池组一致性建模困难,降低了电池组的能量利用率的估计精度.针对梯次利用电池筛选成组和成组后的状态评估,该文提出一种基于Copula理论的电池组一致性建模方法,同时实现了电池参数分布特性和参数间相关性的准确刻画.基于电池组一致性模型,提出一种电池组能量利用率估计方法,并进行实验验证,估计误差在1％以内.最后分析电池组能量利用率的影响因素,以指导电池组的优化成组和使用.     

并联电池组充放电均衡器及均衡策略研究

成组的单体电池需要进行能量均衡,以消除单体电池能量不一致给电池组性能造成的不利影响.使用并联电池组充放电均衡器,当任一单体电池达到所设定的充电截止电压时,均衡器可将该单体电池隔离出充电电路;放电过程中通过Cuk斩波电路给能量最低的单体电池补充能量,减小该单体电池的放电速率,从而实现充放电过程能量均衡.通过对4个单体电池组成的电池组进行仿真和均衡实验,结果表明该均衡器能够实现快速均衡,并有效地降低电池不一致程度.     

慢脉冲快速充电均衡性的研究

由于阀控式铅酸(VRLA)电池中单体电池内阻、电压和容量的不一致,导致使用过程中差别扩大,使电池组循环寿命缩短。分析了电池组性能差别扩大的原因,研究了慢脉冲快速充电方法的充电性能。结果表明:该方法有利于VRLA电池的均衡充电,抑制单体不一致性的扩大,延长电池组的寿命到700次循环以上。     

电动汽车用电池组的热性能

结合电池成组在电动汽车(EV)上的应用,研究锂离子电池特性与温度的关系、电池组的传热及散热方式。以LP2770134为单体电池,由6个11串5并模组、2个7串5并模组和2个8串5并模组构成100 Ah电池组,在不同放电倍率、不同环境温度下对电池组进行热仿真和实测。在同样的放电倍率下,环境温度升高,电池组温升加大;环境温度升高时单体电池的温度差异增大,部分单体电池温度超过了使用温度(环境温度为40℃时,单体最高温度达到51.5℃)。     

基于电池组模型的EKF-UKF电池参数和

在电池的使用过程中,电池组荷电状态(SOC)的准确估计对电动汽车的使用起到非常重要的作用,直接关系到车辆的续航里程。同时组成电池组的电池单体SOC的一致性会直接影响电池组的充、放电效率。在电池的使用过程中,组成电池组的电池单体会存在一定的不一致性,这使得电池组的SOC估计相当困难。在分析电池单体模型的基础上,对电池组进行建模,并使用重组状态空间方程的方法降低电池组状态空间方程的维数,同时使用EKF-UKF对电池组的内部参数和电池组的SOC进行观测和估计。最后通过恒流工况和DST工况验证算法的准确性和正确性,并分析了电池单体间的不一致性对电池组容量的影响。     

动力电池参数分析及参数检测的实现

由于单体电池在生产制造过程中存在不一致性,电池成组后在性能指标上往往达不到单体电池原有的水平,整组电池的使用寿命大大缩短,本文分析了电池温度、容量、能量、倍率特性以及内阻这几项参数不一致对电池成组造成的影响,提出根据电池参数建立电池筛选体系,相较于现阶段以电池自放电率和电压变化作为电池成组的筛选标准,提高了电池筛选效率...     

针对虚拟电池的HIL仿真平台研究

虚拟电池在与电池相关领域的开发环节起到了重要的作用.文中针对虚拟电池搭建一个硬件在环仿真平台,包括dSPACE、虚拟电池、充放电设备以及数据采集设备等.根据虚拟电池的实际使用场景,文中建立电池等效模型,并将多串电池模型计算过程进行矩阵化处理.考虑电池组中电池存在不一致性,根据正态分布对电池模型参数进行差异化的处理,并通过MATLAB软件进行多串电池模型的联合仿真.结果 显示所提出地方法能够较好的模拟电池组中电池的动态性能以及单体的不一致性.     

电池单体参数不一致对电池模组性能影响研究

由电池单体串并联组成的电池模组是电池系统的有机组成单元,研究不同拓扑模组性能受单体参数不一致性的影响,对实现电池储能系统的规模化具有重要意义。以6节单体为例,通过不同的串并联组合成多种不同拓扑电池模组;基于电池Rint等值电路模型,分析了电池模组内单体不一致原因,建立了不同拓扑模组的等效模型;通过求偏导法,分析了单体内阻的不一致性对模组等效内阻的影响;通过正交实验法,研究了单体内阻、容量和端电压的不一致性对不同拓扑模组等效容量的影响;同时通过正交实验法,分析了单体电压和内阻的不一致性对不同拓扑模组等效端电压的影响。结果表明:"先并后串"型和"先串后并"型模组的等效性能参数受单体参数不一致性影响的差异性明显,且具有一定规律性,可为电池分选与成组提供参考。     

锂-二氧化锰单体电池筛选方法的研究

单体电池的一致性直接影响成组后电池组的性能。影响单体之间一致性的因素主要有:电压、内阻和容量。通过对同一批次生产的锂-二氧化锰单体电池不同贮存期开路电压变化和内阻差异进行统计、分析,单体不同倍率的负载能力测试以及实效验证实验,确定了锂-二氧化锰单体电池的筛选方法和顺序。     

考虑电池组不一致性的储能系统建模及仿真

在当前电池组建模中,往往忽略内部参数差异,将其简化为单体进行仿真。但是,对于电池储能系统,其规模较大,内部单体参数往往差异明显,需要考虑不一致性建模。通过对电池单体和电池组进行循环寿命测试,研究电池老化过程中参数的变化规律。在此基础上,搭建了适合于储能电站优化设计、控制策略参考的考虑不一致性的电池储能系统的详细模型,并将该模型应用于储能系统平抑风电波动的仿真。仿真结果显示,详细模型能够比简化模型提供更优的控制参考。     

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。     

一种基于开关技术的锂电池组均衡方法及实现

目前,锂离子电池已开始应用于大功率场合。在实际应用中,常将电池级联扩展成高电压大容量的电池组使用。为了延长电池组的使用寿命及安全性,需要设计简单有效的均衡方法来减小单体电池间的不一致性,从而保障整机的性能和安全。综合分析各种常见的均衡方法优缺点,提出了一种利用二级开关和两个DC/DC变换器对单体电池进行独立控制的均衡方法。在电池信息采集部分采用专用的电池监控集成电路,系统使用的元器件少、体积小、结构简单易实现。最后以18节锂离子电池串联组成的电池组为设计模型实施验证,实验结果显示该方法具有出色的均衡效果。     

基于LTC3300-1的电动汽车锂电池组主动均衡系统研究

电动汽车动力电池组由单体电池串并联而成,由于单体电池之间存在不一致性,因此,电池组的性能和寿命受到严重影响。电池均衡系统可以降低单体电池之间的不一致性,延长电池使用寿命。采用电池管理芯片LTC6804-2与电池均衡芯片LTC3300-1,设计了一套能量双向转移型电池主动均衡系统,并用12节锂电池进行实验。实验结果表明该均衡系统可以有效降低单体电池之间的电压差,均衡效果明显,因此,该均衡系统对提高单体电池的一致性和延长电池组的使用寿命具有重要的应用价值。     

航空用动力锂离子蓄电池组单体不一致性研究

针对锂电池成组后,普遍存在组内单体的不一致性现象,分析了造成电池组不一致的内部原因和外部原因,对7ICP45航空锂离子蓄电池组进行充放电等实验,从容量、充放电倍率、电压均衡等角度,分析、总结电池组不一致的表现规律。实验结果表明:锂电池组单体不一致性外在表现明显。本研究能够进一步推进锂电池成组的应用,为航空用动力锂电池的检测维护和健康管理提供了研究依据。     

混合动力汽车电池管理系统研究

针对混合动力汽车动力电池包中单体电池性能差异造成的不良影响,研制了氢镍动力电池管理系统。该系统采用多副边电路实现电池组均衡充电。结果表明,该方法能对电池性能的不一致性进行有效补偿,最大限度地发挥动力电池的效用,从而延长了电池组的使用寿命。     

基于放电平台期的Wkmeans退役锂离子电池分选方法

针对退役锂离子电池单体之间由于生产过程及后续工作环境的不同产生的不一致性差异对分选后电池成组性能的影响,提出一种基于放电平台期参数的锂离子电池分选方法.以磷酸铁锂电池为研究对象,通过研究电池组不一致性的影响因素确定聚类的指标,进而进行放电实验,得到电池的电压、电流、容量等时序数据,并通过固定电压窗口的方法得到放电平台高...     

电动汽车分布式电池充放电管理的研究

根据电池组在电动汽车上的使用要求,设计出基于RS485总线的分布式电池管理装置,其由若干测试模块和一台监测和显示模块组成。每节电池配备一台测试模块,测试单元内置自带模数转换的单片机,解决了电池单体电压和温度的实时精确采集问题,采用分段插值法预测单体电池的剩余电量,为分析电池状况提供依据。在电池充电时实施PWM分流法,监测和显示模块分析各节电池状况,通过测试模块内部的PWM分流电路,实现单节电池的均衡充电,克服电池间的不一致性。     

动力锂离子电池串并联仿真技术研究

由于不一致性问题和短板效应的存在,动力锂离子电池串并联成组后性能会比单体进一步降低。以新电池筛选以及旧电池梯次利用为背景,选取电学模型分析了储能系统用大容量锰酸锂电池和磷酸铁锂电池的模型状态参数,并通过等效电路的微分方程建立了单体电池和串并联电池组的计算机仿真模型。为验证仿真模型精度以及分析串并联仿真结果,分别对不同内阻分布、荷电状态分布和单体容量分布的筛选结果进行倍率充放电实验,研究了单体电池参数不一致程度和串并联连接方式对电流不平衡度的影响。本文提出的串并联仿真方法为评估动力电池组和储能系统的性能提供了重要手段。