电动汽车锂离子电池荷电状态估算方法研究综述

锂离子电池具有循环寿命长、能量密度高、自放电率低、环境污染小等优点,在电动汽车产业中得到广泛应用.电动汽车中的电池管理系统(BMS)可以维护和监测电池状态,确保电池的安全性和可靠性.电池荷电状态(SoC)表示电池中剩余的电量,是BMS的重要参数之一,实时精确的SoC估算可以延长电池寿命,保障行驶安全.然而锂离子电池是一...     

电动汽车锂离子电池荷电状态估算方法研究综述

锂离子电池具有循环寿命长、能量密度高、自放电率低、环境污染小等优点,在电动汽车产业中得到广泛应用.电动汽车中的电池管理系统(BMS)可以维护和监测电池状态,确保电池的安全性和可靠性.电池荷电状态(SoC)表示电池中剩余的电量,是BMS的重要参数之一,实时精确的SoC估算可以延长电池寿命,保障行驶安全.然而锂离子电池是一个高度复杂的非线性时变系统,电池寿命、环境温度、电池自放电等许多未知因素均会对估算精度造成影响,使估算难度大大增加.为了满足不同条件下对锂离子电池SoC精确、快速、实时估算的要求,需要对SoC估计算法进行进一步研究与改进.近年来已有相关文献对锂离子电池SoC的估算方法进行了综述,然而已有相关综述对估算方法的总结不够全面且缺少流程表达.该文首先介绍了锂离子电池的工作原理,阐述了影响电池SoC估算的因素;其次,通过总结最新的研究成果对电池SoC估算方法进行了归纳分析,根据各类算法的不同特性将其分为查表法、安时积分法、基于模型的方法、数据驱动的方法以及混合方法五大类,说明了各类估算方法的主要特征并对模型或算法的优缺点进行综合的比较和讨论;最后,对电动汽车中锂离子电池SoC估算方法的未来发展方向做出展望.     

电动汽车电池荷电状态估算方法研究

随着全球对能源问题的关注与研究,未来电动汽车取代汽油车已成为必然,电动汽车也得到了越来越多的关注,各国从国家战略层面推出了电动汽车实施计划.但是当前电动汽车的实用过程中,存在两个主要问题:一是电池的续航问题,包括电池荷电状态的实时监控;二是充电基础装置的普及问题.文中针对电动汽车电池管理系统存在的问题,分析了电池荷电状...     

基于CNN-LSTM锂离子电池荷电状态的预测

在电池管理系统中,荷电状态（SOC）作为锂离子电池的关键参数,其估算的准确性对电池管理系统尤为重要。提出了基于卷积神经网络—长短期记忆神经网络（CNN-LSTM）网络的数据驱动方法,选取电池的电压、电流、温度作为输入,SOC作为输出。通过CNN-LSTM网络提取输入与输出之间的非线性相关性、空间性和时序性对SOC进行准确预测,同时采用组合法确定了网络参数。最后,通过MATLAB软件进行实验,实验结果表明,在低温下RMSE仍低于2%,具有较高的准确性和广阔的应用前景。     

锂离子钮扣电池供电系统的寿命估算

DallasSemiconductor拥有大量系统掉电时由锂离子钮扣电池提供非易失 (NV)存储器和实时时钟(RTC)功能的产品 ,这些产品的典型规格是在没有系统电源的条件下提供10年的使用寿命。因为最终产品是不确定的 ,所以对使用寿命的预测也比较保守。最终用户应针对具体应用来评估预期的使用寿命 ,特别是对于那些工作环境超出了典型商用范围或所需工作时间超过10年的应用。因此 ,理解这些产品的可靠性模型有助于用户单独选购电池控制器并将其与电池组装在一起 ,而无需购买包含电池控制器和电池的模块。本文概括了影响集成电路 (IC)寿命的主要因素 ,…     

串联锂离子电池组荷电状态评估方法对比

分析了多芯串联锂离子电池组中各组成电芯初始荷电状态差异引起的安全问题,研究了充电电压、放电电压和开路电压与荷电状态对应关系,并进行了试验验证,定量分析和试验验证了电芯间的初始开路电压差异、初始放电电压差异、初始荷电状态差异三者与锂离子电池组安全性的对应关系,提出了初始荷电状态差异的考核方法。     

基于CNN-BILSTM混合网络的锂离子电池荷电状态估计

针对新能源电池的使用越来越广泛与对电池充电状态(state of charge,SOC)估计精度要求越来越高的问题,提出了一种卷积神经网络（convolutional neural networks,CNN）-双向长短期记忆神经网络（bidirectional long and short term memory neural network,BILSTM）的混合神经网络,用于拟合已知电池的电流电压等与SOC之间的关系,以推测SOC。首先,利用CNN来提取输入数据之间的空间关系,运用BILSTM提取其正向和逆向的时间特征并将其进行合并,以达到最大化地利用数据,提高学习及适应能力。混合模型的具体结构为输入层+卷积层+双向长短期记忆层+一组全连接层+输出层。其次,经过多组不同超参数的对比试验,分析找出了其性能最佳时的超参数,并在学习过程中加入了学习率下降策略以提高学习精度降低过拟合。然后,为检验混合模型的泛化能力,在不同的电池循环下对其进行了实验验证,结果表明在不同的循环次数下混合网络均表现了很好的估计性能,其估计精度可以保持在1%左右。最后,为证明网络的预测精度,文章还运用常用的网络估计...     

动力锂离子电池部分荷电和深度放电状态下的脉冲充电技术

针对动力锂离子电池的使用特点和其自身的充放电特性,以提高其充电效率,延长循环寿命为目的,设计制造了间歇-正负脉冲智能充电器,实现了正、负脉冲交替充电。模拟部分荷电和深度放电的实际使用特点,进行不同的充电模式循环对比实验,同时对失效单体电池进行了容量恢复实验。实验中对电池进行正负级电位测量分析,验证对其结构的恢复作用,并对修复结果稳定性进行验证。实验结果表明,间歇-正负脉冲充电提高了正负极的活性,抑制了浓差极化的形成,且修复结果稳定,从而有效提高了电池的循环寿命。     

荷电状态对锂离子电池正极燃烧产物的影响

运用热重-气相色谱质谱联用系统(TGA-GC-MS)在线检测了商用锂离子电池正极物质在燃烧过程中的质量变化及其气相燃烧产物成分,结合X射线衍射仪对固相燃烧产物成分的测定,分析了荷电状态(State of Charge,SOC)对正极物质燃烧产物的影响。结果表明:商用锂离子电池正极物质的固相燃烧产物为Li3Fe2(PO4)3和Fe2O3,气相燃烧产物为CO和CO2,荷电状态对固相产物的成分无影响,对气相产物的影响较大。荷电量为0时,气相燃烧产物中CO的含量最多,烟气毒性最大。而荷电量为50%时,CO的含量最少,烟气毒性最弱。     

基于回跳电压的锂离子电池SOC模型的建立与应用

通过对高低温下锂离子电池进行充放电实验,对得到的回跳电压等实验数据进行分析,建立了自适应神经模糊推理系统（ANFIS）的锂离子电池剩余容量预测模型,其中以回跳电压和温度为预测系统的输入,剩余容量为输出。在MATLAB平台上,通过用大量的实验数据对ANFIS模型进行训练、校验,将此模型用于不同电池组的剩余容量预测和验证,证明了该模型的可靠性和适用性。     

基于扩展卡尔曼滤波模型的电动汽车锂电池SOC估算研究

针对新能源电动汽车锂电池电荷状态SOC估算问题,在锂电池二阶RC等效电路模型基础上,引入扩展卡尔曼滤波方法,利用扩展卡尔曼滤波方法处理复杂非线性系统能力,建立了扩展卡尔曼滤波锂电池SOC估算模型,并通过MATLAB/Simulink对新建模型仿真分析。仿真结果显示,建立的扩展卡尔曼滤波锂电池SOC估算模型具有较高估算精度,整体误差小于±0.05%,满足新能源电动汽车对锂电池SOC估算要求。     

电动汽车锂电池SOC估测

SOC的估算对电动汽车锂电池的管理至关重要.该文提出了一种改进的安时积分法,在传统安时积分的基础上考虑温度对电池充放电的影响,及静置时间对SOC初值的影响,及时对SOC的初值进行修正,避免了传统安时积分法对误差的累积.以磷酸铁锂电池为例搭建实验平台,得到计算所需参数,并且验证了设计思路的可行性.     

基于SOC估算的锂电池组复合型均衡拓扑设计

锂电池的均衡管理可以提高锂电池的使用寿命和续航里程。针对磷酸铁锂电池串联电池组中,电池组中各个单体电池之间存在电量不一致的问题,提出一种复合式均衡拓扑结构,通过对单体电池之间的电感或电池组间的变压器选择性放电均衡,实现电池组内的各个单体电池的电量均衡,并测量实际的锂电池放电曲线,拟合锂电池开路电压与SOC的曲线。此外,建立了对应的磷酸铁锂电池Simulink模型,使用SOC估算值作为判断均衡的条件,以提高启动或停止均衡子电路的准确性。在Matlab/Simulink的软件仿真下证明,所提出的复合式均衡方案均衡效果良好,易于实现,控制简易。     

Fairchild Power Switch在锂离子电池充电器中的应用

Fairchild Power Switch将PWM IC与SenseFET组合在同一封装内，是一种新型功能开关调节器。文章介绍了FPS的特点，及其在锂离子充电器中的应用。     

基于参数模板的雷达辐射源模糊识别方法

针对当前辐射源识别存在的模糊性和不确定性特点，引入了基于参数模板的模糊识别方法，为解决这类问题提供了一个有效途径，阐述了雷达辐射源识别的基本思想，详细描述了算法的实现过程，最后介绍了算法的仿真设计和软件实现，并对仿真结果进行了分析。     

电动汽车充换电智能服务框架研究

电动汽车充换电服务是中国电动汽车产业大规模发展的基础,485总线、CAN总线、以太网、公众无线通信( GPRS/CDMA/TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000)等各种通信技术的融合是实现充换电智能服务的核心技术.分析了国内外电动汽车充换电智能服务技术现状,提出了一种以各类通信技术融合为核心的电动汽车充换电智能服务框架模型,描述了该服务体系能够为电动汽车用户提供的具体服务,并对该技术将来的发展进行了展望.     

电动汽车镍氢充电器的设计

介绍了一种2.4kW用于电动汽车的高频软开关镍氢充电器,该充电器主充电电路采用零电压零电流全桥PWM逆变器,移相芯片UCC3895作为调节器,单片机ATMEGA8作为辅助控制器,实现对镍氢电池的智能三段式充电。     

Design Strategies of 3D Carbon-Based Electrodes for Charge/Ion Transport in Lithium Ion Battery and Sodium Ion Battery

Advanced 3D carbon-based electrodes have the potential to significantly enhance the energy-power density of lithium ion batteries and sodium ion batteries, due to their continuous conductive networks, proper porosity distribution, and integrated stable structure. However, it still remains a fundamental scientific challenge to accurately understand the charge/ion transport in 3D carbon-based electrodes. In this review, the operating mechanism of charge/ion transport in 3D carbon-based electrodes are comprehended by introducing a useful architectural analogy to provide a physical insight. In order to better understand the relationship between 3D carbon-based electrode structure and electrode process characteristics, the main design strategies of 3D carbonbased electrodes according to the specific characteristic of pore tortuosity is proposed. Through analysis of 3D carbon electrode architectural models, several key scientific issues and related characterization technologies that are beneficial to improving the charge/ion transport efficiency are also raised. The kinetics difference of ionic transport between Li⁺ and Na⁺ ions is also taken into account. Furthermore, the critical parameters of porous structure including porosity and tortuosity to investigate the parameter-structure-performance relationships of 3D carbon-based architecture electrodes are highlighted, which in turn would guide more rational battery design in tradeoff between the high capacity and fast transport.     

智能单片线性锂离子电池充电器IC设计

锂离子电池由于体积小、重量轻、能量密度高和循环寿命长等优点,在便携式设备中得到了广泛的应用。由于锂离子电池的使用寿命与锂离子电池充电器的充电方法密切相关,充电器必须安全、快速、效率高。考虑到IC的成本,采用CMOS工艺设计了一款具有智能热调整功能的单片线性锂离子电池充电器IC。在此设计的线性锂离子电池充电器IC在恒流／恒压充电模式的基础上,增加了涓流充电模式和智能热调整模式。     

带有显示功能的锂电池和镍铬电池充电系统

系统以PIC16F873单片机和LTC4002锂电池充电芯片为核心,针对不同电池特性,采用不同的充电方式,可以对目前广泛使用的锂电池和镍铬电池充电,同时具有实时显示充电及放电电流、电池电压,容量统计和电池特性等功能,实现了符合铁道部所有相关规范的列车尾部保护装置的充电系统。