电动汽车锂离子动力电池优化充电策略研究

锂离子动力电池充电策略是锂离子动力电池应用研究中的重要方面,文章首先简述了现阶段应用较为广泛的等效电路模型,然后分析了国内外锂离子动力电池不同的优化充电策略研究方法,其中重点对PSO、遗传算法等优化算法结合阶梯充电策略进行了分析,最后给出了等效电路模型和优化充电策略未来可能的研究方向.     

电动车辆锂离子动力电池建模方法综述

电动车辆是可持续交通系统的重要组成部分,然而动力电池技术是目前制约电动车辆发展的关键瓶颈技术,其直接造成公众对电动车辆续驶里程、充电时间、安全性等问题的顾虑。为了确保动力电池系统在复杂车载环境下的高效、安全和可靠运行,先进电池管理系统至关重要。由于传感技术目前不能直接测量电池内部关键微观物理量,所以如何建立高保真的电池模型是电池管理系统开发的重要挑战,严重影响电池管理的有效性和鲁棒性。简述车用动力电池的种类与性能比较结果,展示锂离子电池在综合性能上的优越性。介绍锂离子电池管理系统的基本功能,强调电池建模的意义和重要性。分别从电学特性模型、热模型、电热耦合模型、老化模型四个方面,较为具体地综述了文献中已有建模方法,并对各种方法进行系统分类。重点阐述面向控制的新模型结构与建模思路,以期促进先进的基于模型的电池管理算法的开发。     

锂离子动力电池关键技术通过验收

<正>科技部高新司近日组织专家在北京对十二五国家科技支撑计划项目锂离子动力电池用新型高安全性隔膜研究及应用示范项目进行了验收。验收专家组按照《国家科技支撑计划管理办法》和《国家科技支撑计划专项经费管理办法》等有关规定,听取了项目负责人对项目执行情况的汇报,审查了相关材料,经质询和讨论,验收专家组认为该项目完成了规定的主要任务和指标,一致同意该项目通过验收。该项目利用可控紫外交联聚芳醚酮实现制备20-40μm厚度可调的锂电池隔膜,研究了基于新型高安全性隔膜的锂离子动力电池关键技术,建立了电池系统测试和研发平台,     

锂离子动力电池性能测试分析

为了更加高效安全的使用电池,本文针对电动汽车核心部分动力电池做了相关测试。通过搭建电池测试实验平台,选取锂离子电池进行了充电电流与电池电压及温升关系测试、电池开路电压和电池荷电状态及温升关系测试、电池老化实验测试等测试实验。记录并整理实验数据,总结得出不同测试情况下电池的工作规律。通过分析数据和图表,了解电池工作情况下相关参数变化情况及影响因子。对估算电池状态和延长电池的使用寿命提供了数据支持。     

锂离子动力电池能量密度特性研究进展

动力电池作为新能源纯电动汽车的动力源,其能量密度与整车的续驶里程及安全性等密切相关,而锂离子电池具有高能量密度和长寿命等特点,是当前新能源汽车动力电池的主流选择。基于锂离子电池发展史和我国第1～48批《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》中2000余款纯电动乘用车的锂离子动力电池能量密度数据,系统研究了锂离子动力电池能量密度演变趋势,回顾了我国锂离子动力电池能量密度的提升历程及其对推动新能源汽车发展起到的良好作用。在此基础上,从电极材料、电池工艺和成组结构等3个方面,剖析了锂离子动力电池能量密度提升技术方案的优势与不足;并从电池能量密度和安全性的关联性出发,总结了高能量密度电池在设计、制造和使用等全生命周期中的安全技术,展望了锂离子动力电池未来的发展趋势,为新能源汽车行业未来的健康发展提供参考。     

车辆用锂离子动力电池特性分析

为了更好地制定整车动力电池系统的充放电策略,充分发挥动力电池性能,减缓电池衰减;以电动车辆上运用最广泛的磷酸铁锂电池和三元镍钴锰酸锂电池为研究对象,对电池的电压、内阻、倍率性能和静态存储容量衰减特性进行分析总结.结果表明:LFP和NCM两类电池因材料不同,特性差异较大,容易受温度、电量SOC影响,所以在制定充放电策略时...     

锂离子动力电池模组热管理系统研究

锂离子动力电池目前主流纯电动汽车使用的动力源,锂离子电池的性能受温度的影响很大,只有工作在25-30℃的温度范围才能使性能最佳。本文来自四川省科技创新苗子工程资助项目"纯电动汽车锂离子动力电池热管理系统关键技术应用研究",以磷酸铁锂动力电池为研究对象,通过对动力锂离子动力电池热特性分析,锂离子动力电池模组的生热温度场进行了仿真和分析,提出了用空调对模组内单体电芯进行充分冷却的散热方式和PTC进行加热的加热方式。能实现单体电芯的冷却和加热,并能提高单体电芯之间温度的均匀性。     

锂离子动力电池低温复合加热方法

锂离子动力电池低温环境下充放电性能差,充电过程可能发生析锂,甚至引发安全事故,因此,开展锂离子动力电池低温加热必要且紧迫。为实现锂离子动力电池低温快速加热,提出一种结合交流电内部加热和宽线金属膜外部加热的复合加热方法,建立动力电池的温升模型,仿真分析动力电池的温升特性,基于此,开展动力电池低温复合加热策略的验证试验。结果表明,复合加热法可以在471 s内将动力电池从-20℃加热到5℃,相较于交流电加热法加热速率提升22%、加热功耗降低23%;对单体内阻差异较大的电池组,该方法还能提升加热效果的一致性,是一种可行的动力电池系统低温加热方法。     

电动汽车动力电池充电能量的预测方法

提出了一种基于机器学习中Stacking模型的电池充电能量预测方法,该方法通过对充电数据进行数据探索、特征工程和模型筛选,选取RMSE作为预测结果的评价指标,最后采用Stacking模型对充电能量作出预测。为了验证Stacking模型的预测结果,将Stacking模型与采用单个算法模型的预测结果进行对比,以确保方案的可行性。其结果表明,采用该模型进行预测时,其预测结果的RMSE分值为0.104 1,实现了比单个算法模型更好的预测效果。     

车用锂离子动力电池电化学模型修正方法

针对锂离子动力电池伪二维(P2D)电化学模型在高倍率放电工况下精度降低的问题,提出基于平均电极模型的修正方法。分析锂离子动力电池电化学平均电极模型灵敏性参数-固相扩散系数与颗粒粒径对模型的影响,基于恒压-恒流充电容量比方法建立电流与固相扩散系数的耦合关系;通过充放电测试获取锂离子动力电池电极颗粒的粒径分布特征,将其归纳为最大粒径、中粒径和最小粒径三种不同粒径颗粒的权重系数,构建了变固相扩散系数三粒子电池电化学模型。搭建了面向单体电池的多倍率放电试验和电池组的NEDC循环工况试验平台,对比分析结果表明,相比传统的P2D电化学模型,提出的变参数模型精度提高了80%,输出电压平均误差不超过0.02 V、最大偏差在0.05 V左右,验证了变参数修正模型的有效性和准确性,为锂离子动力电池管理系统状态估计与控制提供了理论支撑。     

全自动锂离子动力电池卷绕机关键技术研究

大容量动力蓄电池逐渐成为动力电源的主体,但锂电池生产装备仍是制约国内当前锂电池产业发展的一个重要瓶颈。针对上述问题,对全自动锂离子动力电池卷绕机的关键技术展开研究,主要包括一体化控制技术、卷绕变形控制技术和卷绕精度在线检测技术,解决自动恒张力卷绕、在线纠偏等关键难题。综合采用运动控制、伺服驱动、传感器、计算机技术等多种学科和技术,属集成创新,关键技术指标卷绕最终对齐度达到了1.0 mm,达到国际先进水平。     

基于ZigBee的锂离子动力电池在线监测系统

针对AGV车用锂离子动力电池实时工况诊断的问题,开发了基于Zig Bee的锂离子动力电池在线监测系统。系统由前端数据采集终端,协调器以及监控平台组成。前端数据采集终端实时检测动力电池电流、电压、温度以及SOC等参数,实现动力电池过冲、过放和过热等保护功能,并通过Zig Bee无线网络将测量参数传输至监控平台进行分析与记录,为锂离子动力电池的故障分析和日常维护提供决策依据。系统具有安全可靠、稳定性好以及自动化程度高等优点,成功应用于汽车发动机组装及测试等柔性装配生产线,并取得了较好的经济效益。     

基于CFD的锂离子动力电池箱散热分析

建立了锂离子电池的热特性模型,将电池内部复杂的层状结构当作一种均质的各向异性材料,求得电池的平均热特性参数.利用ANSYS ICE-PAK计算流体动力学软件对强迫风冷电池箱内的流场和温度场进行了仿真分析,并且对通风冷却方案进行了优化.同时研究了放电倍率、风扇风量和风道尺寸等因素对电池箱温度场的影响.     

电动汽车锂离子动力电池冷却方案的对比研究

针对电动汽车磷酸铁锂离子电池(Li Fe PO4)在高温环境下寿命缩短、安全性降低的问题,为了保证其合适的工作温度范围,开展了动力电池组冷却方案的对比研究。运用Fluent软件建立了电池组-空气的三维流固耦合模型,计算了电池组在典型放电状态下的温度场分布,同时采取并行通风形式,以电池组内最高温度和最大温差值为指标,分析对比了不同温度、不同流量条件下,环境风强制对流冷却、空调风强制对流冷却及导热油强制对流冷却3种方案对各典型放电状态下电池组的冷却能力。研究结果表明,对工作中的电池组采取强制对流冷却措施是必要的,在较高的环境温度下,高流速的环境风冷却或较低温度的低速空调风冷却能够满足电池组冷却需求;导热油强制冷却能够以较低的流动速度显著降低各个倍率条件下工作的电池组最高温度及最大温差,是一种有效的冷却方案。     

锂离子电池快速充电的应力调控

难以同时实现高充电速度和长循环寿命,已成为当前锂离子电池快速充电技术的主要问题。从快速充电时电池劣化的内在机制入手,以正极活性颗粒扩散诱导应力为抓手,提出了锂离子电池快速充电的应力调控方法：在充电开始后短时间内使活性颗粒的扩散诱导应力迅速达到强度,并在随后充电过程中使扩散诱导应力保持在强度值。进一步地,为解决应力调控充电方案初始无限大电流的问题,提出了包含初始恒流阶段和应力调控阶段的恒流-应力调控充电方案。通过与传统恒流充电、升压充电和指数电流充电方法对比,提出的快速充电应力调控方法能有效实现充电速度、峰值应力和可用容量的最优化平衡。     

电动客车动力电池散热分析与优化设计

近年来,由于全球汽车数量的急剧增加,以汽油或柴油作为能源的传统汽车导致了严重的大气污染以及能源枯竭等问题,研发出实用的清洁能源汽车已经迫在眉睫。电动汽车的性能取决于动力电池组,电池组的工作温度对电池的性能影响极大,需要对电池组进行热管理。选取某型锂离子电池为研究对象,以强制风冷散热方式,使用CFD仿真软件对电池组进行2C放电状态下温度场仿真分析,通过比较两种电池组进出风口位置的温度场的最高温度以及温差以选择较优的一种电池组结构。     

新能源汽车用锂离子动力电池单体选型方法

以新能源汽车用锂离子动力电池总成精细设计为目标,提出了面向整车应用的动力电池匹配开发流程,分析了锂离子动力电池单体选型及测试的重要性;提出了电池需求分析方法及锂离子电池单体性能测试方案,以某款锂离子电池单体的四种典型工况性能测试为例给出了测试结果;基于电池测试方案提出了用于电池单体选型的评价方法,相关研究可为新能源汽车锂离子动力电池总成的精细化设计提供有效的测试支撑,具有较强的实用价值和一定的创新性。     

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。     

某锂离子动力电池厂房消防设计要点探析

以某锂离子动力电池厂房消防设计为例,根据相关规范要求,对锂离子动力电池厂房消防设计中的难点和要点逐一分析并加以总结提炼,提出消防设计意见并加以整改优化,为今后类似厂房的消防设计提供参考借鉴。     

电动汽车锂离子动力电池系统电流保护体系分析

过大电流问题是危害电动汽车锂离子动力电池系统安全的主要问题之一.文章针对该问题,对动力电池系统电流的大小等级进行了划分,根据动力电池系统的构成层级,对动力电池系统中大电流产生的原因进行了分析研究,最后对不同层级的大电流保护措施进行了阐述.充分研究分析了动力电池系统中大电流的产生原因和防护措施,为动力电池安全体系设计提供...