基于遗传算法的电动汽车换电站经济运行

在现有的电池技术和充电条件下,快换式充电站成为国内纯电动公交最主要的能量补给摸式。针对电池组充电电费过高和增加配电网峰谷差的问题,以及换电站内快换工位和备用电池空闲的情况,在保证车辆正常运营的前提下,以充电站内全天充电电费最低为目标,建立了充电变功率工况下基于分时电价的换电站经济运行模型,通过遗传智能优化算法合理安排电池组的开始充电时间,降低充电电费,从而实现换电站的经济运行。分别基于北京北土城充电站和上海世博会充电站的实际数据和统计结果进行算例仿真,验证了算法的有效性。结果表明,该算法不仅能降低充电站充电电费,还能降低充电站白天对配电网的负荷压力,补充夜间负荷,减小配电网的峰谷差,在实现充电站经济运行的同时还有助于配电网的经济运行。     

基于动力电池海量数据的特性化压缩处理研究

动力电池数据的后台存储和分析无论是对于动力电池故障预警、动力电池回收、溯源管理,还是为动力电池的后续价值评估,都提供了数据支撑。面向海量数据传输存储的发展需求,文章提出针对动力电池数据特性的处理压缩方法。将多种压缩算法进行对比选择;针对动力电池的不同数据类型、不同运行场景进行多方面分析研究,给出相应的处理方法;最终经过对运行数据的处理压缩,实现数据传输、存储成本的有效降低。     

大容量锂离子电池的并联性能评估与等价性分析

为研究大容量锂离子电池在并联方式制约下的性能估计和评价方法,首先,基于不同循环条件和不同电池参数差异条件的并联电池实验,分析了支路电流不平衡的起因和结果;选取简化的并联等效电路模型,详细分析了不同充电阶段的支路荷电状态(state of charge,SOC)累积特性,提出了并联电池电流不平衡的等效计算方法;建立了以并联电池交叉点前的平均电流、放电末端的电流极值和整体容量利用率等参数为基础的电池组综合性能评价指标;阐述了并联电池组和单体电池的等价范围,对延长并联电池使用寿命和成组筛选等应用提供了参考。     

轨道交通用钛酸锂电池不一致性研究

以搁置一年的钛酸锂电池单体及模块为研究对象,分别对不同荷电状态下搁置的单体和模块进行初始电压、剩余电量、充放电容量等参数的测试,得出单体电池电压及内阻分布;并采用容量增量分析法分析钛酸锂电池在浮充搁置状态下性能的变化,进而研究不一致性对长期处于浮充状态的辅助电源寿命及性能产生的影响。通过整箱电池的电压分布,结合OCV-SOC特性曲线,选出浮充的最佳电压点,为轨道交通中使用的钛酸锂电池充放电控制策略的制定提供可靠依据。     

基于离群点检测的动力电池一致性快速辨识方法

动力电池成组后在使用过程中,由于初始生产工艺和环境因素等不可抗因素,逐渐产生不一致性并发展。面向动力电池组一致性的辨识需求,提出一种动力电池一致性快速辨识方法。所提方法基于统计分布的离群点检测方法对整组电池的单体电压数据进行计算分析,辨识出电池组一致性状态、较极端单体及其异常原因与极端程度。方法涉及测试过程简单、计算量小,适用于日常性快速检测,经算例分析验证了辨识方法的可行性和有效性。     

纯电动公交车锂离子动力电池的使用条件控制

以北京奥运会纯电动公交车用90Ah锰酸锂电池为研究对象,搭建了模拟电池工作温度和实际运行电流工况的单体寿命测试平台,并分别选取10℃、25℃和40℃进行工况条件下的模拟寿命测试,分析了不同温度和不同SOC使用区间对循环寿命的影响。结果表明:可以通过阿列尼乌斯方程分析不同老化状态的电池极化阻抗与温度的关系,综合利用三阶RC等效电路模型分析电化学阻抗谱有助于得出不同SOC使用区间的极化阻抗与电池容量衰退的作用机制。对比不同加速应力的寿命测试结果,提出了优化的电池使用及管理控制方法,为大规模应用的电池选型以及延长电池寿命提供了依据。     

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.     

储能工况下磷酸铁锂电池动态辨识方案研究

锂离子电池的动态性能受温度、电流及老化等多种因素制约,限制了电池储能系统的大规模推广和应用,同时由于传统的参数辨识方法只能准确辨识电池开路电压,而复杂的储能电池工况却对储能电池组的性能参数辨识提出了更高要求。以储能用大容量磷酸铁锂电池为研究对象,分析了传统电池参数辨识对不同温度、不同电流倍率下电池动态性能的估计误差,综合利用一阶和二阶等效电路模型研究了参数辨识在不同使用区间的精度,结合典型储能工况提出了复合脉冲序列条件下的粒子群参数辨识方法。实验结果表明该方法对于准确评估单体和串联电池组的动态电压及性能表征参数具有较高的精度,为大规模储能系统电池参数的在线辨识和电池评估提供依据。     

磷酸铁锂电池容量衰退轨迹分析方法

以A123系统公司出品的2 200 m A×h磷酸铁锂电池为研究对象,以3C电流倍率25℃常温条件下满充满放进行了3 500次循环,同时每200个循环测试1C电流倍率条件下的充放电曲线、内阻衰退情况、容量衰退情况、OCV-SOC曲线以及1/20C电流倍率条件下的d Q/d V峰值曲线变化情况。为了验证上述容量衰退机制的分析方法,将3 500循环后的A123磷酸铁锂电池在手套箱中拆解并组装成扣式半电池,正极半电池与负极半电池的测试结果以及拆解前后的容量匹配分析验证了上述容量衰退分析方法的正确性和有效性。