辅助混合动力电动汽车技术研究(Ⅳ)——水平铅布电池的应用研究

为满足混合动力电动汽车的性能要求,分析了水平铅布电池作为电动力系统电源的适用性．在辅助混合动力电动汽车电池管理系统中,实施了开路电压结合电量累计的方法对电池组剩余容量进行估计;采用了旁路电阻分流技术对电池组进行均衡充电,试验结果表明了方法的可行性．     

铅酸电池模型及参数辨识研究

随着电动车技术的发展,铅酸电池得到了更广泛的应用。电池模型是研究动力电池充放电特性的重要工具,合理的电池模型能够仿真电池的充放电过程,通过系统辨识方法,电池模型参数还能够实时反映电池的性能状态。本文选用了二阶RC等效电路模型对在动态应力测试(DST)试验规程条件下的电池充放电行为进行仿真,采用含遗传因子的递推最小二乘算法(FFRLS)对模型参数进行辨识,并通过端电压比较法对辨识结果进行验证。结果表明:二阶RC等效电路模型参数可以提供较为精确的充放电过程仿真,模型参数辨识结果可提供包括内阻和电池开路电压等参数的估计,从而有助于反映电池的性能状态。     

混合动力汽车铅酸电池模型和试验研究

根据车载动力电池充放电流的变化,选取了电池的等效电路模型.设计了一种脉冲试验测试方法以获取模型中的参数,数据分析结果表明,电池内部参数随着荷电状态变化具有一定的规律.这一变化规律的确定有助于将电池工作范围控制在能量转化效率较高的区域,还可对在线利用卡尔曼滤波方法识别电池的状态提供验证和对照信息.     

锂离子电池统一充电模型研究

由于电池工作特性的非线性特征,要想获得不同电流充满电的充电时间,需要建立电池的统一充电模型。对锂离子电池进行了0.2 C和1 C的充电实验,将不同电流的充电时间进行标准化,去除欧姆内阻影响后,两条充电电压-时间曲线表现了很高的相似度;采用最小二乘法对锂离子电池充电曲线进行拟合,获得恒温条件下,不同倍率的充电曲线模型。用该模型分别对0.4 C、0.5 C、0.6 C、0.8 C、1 C和1.2 C的充电曲线进行预测,充电至截止电压的时间与试验实际值的误差分别为0.4、0.63、0.8、1.24、1.22、1.13 min。实验表明,充电模型可用来预测不同充电电流的充电时间,为充电控制策略的制定提供了数据支持。     

水平铅酸电池放电特性的研究

对水平铅酸电池进行了稳态放电台架实验,研究了电池开路电压和充电状态的对应关系、容量特性和电压特性;建立了动力电池放电特性模型,并以此模型预测在变电流充放电条件下电池的放电特性。预测结果与实验结果比较,误差在2%以内。     

锂离子电池充电方法及其评价指标

回顾了国内外锂离子电池充电方法的研究进展,分析了各种充电方法对电池性能的影响及各自的优缺点,总结了充电方法的评价指标,包括充电效率、充电时间和电池循环寿命等,对平均电流相同时的脉冲充电和恒流充电进行了实验对比,为锂离子电池充电器的设计提供了理论基础。     

锂离子电池放电过程能量损失分析

对锂离子电池循环寿命实验数据包括不同倍率下电池的电压、电流和温度等进行分析,计算了能量损失率和不可逆热量等随着电池循环次数的变化。分析结果显示:在0.5 C和1 C倍率循环条件下放电,电池的过电压在放电深度为0～10%阶段缓慢上升,10%～60%阶段缓慢下降,60%～100%阶段快速上升。在3 C倍率循环条件下放电,过电压在放电深度为0～10%阶段缓慢上升,10%～60%阶段快速下降,60%～100%阶段缓慢上升。在0.5 C、1 C和3 C倍率循环条件下,能量损失率在放电过程中随着充放电循环次数增加呈现先缓慢下降,然后持续上升的变化,并且在电池容量衰减到额定容量80%～60%的阶段,快速上升。在所有3个放电倍率循环条件下,不可逆热占能量损失比例随循环次数逐渐增加,可作为电池健康状态的一个评测指标。     

辅助混合动力电动汽车技术研究(Ⅶ)——混合动力电动汽车电池荷电状态估计

为了对混合动力电动汽车用电池组荷电状态进行精确估计,减少电量累积方法前期试验的工作量和运行中的误差累积,研究和应用了卡尔曼滤波法．在电池等效电路模型的基础上,建立了电池组系统的状态方程和测量方程,根据汽车运行时对电池电流和电压的实时检测数据,通过滤波算法估计模型中的开路电压,并由此计算电池组的荷电状态．实验表明,卡尔曼滤波在电动汽车电池组荷电状态估计方面具有应用潜力．     

干式离合器接合同步冲击的分析

为提高干式离合器的起步接合品质,建立了2自由度干式离合器传动系统动力学模型,对起步接合时干式离合器的同步冲击进行了分析。理论分析及实验验证结果表明,干式离合器同步冲击的大小取决于同步前摩擦扭矩与发动机扭矩、负载扭矩的关系。与发动机扭矩和负载扭矩相比,当同步前的摩擦扭矩过大时,会导致同步冲击增大。在离合器接合同步前,根据发动机扭矩和负载扭矩的大小适当减小摩擦扭矩可以有效降低干式离合器接合时的同步冲击。