纯电动汽车磷酸铁锂电池组放电效率模型

以320V/100A·h磷酸铁锂动力电池组为研究对象,在电动汽车动力电池性能测试试验台上对电池组容量效率、开路电压及电压性效率等特性参数进行了测试.采用二次多项式构建了电池组放电效率模型,描述放电效率与电流及电池荷电状态之间的关系.利用实车测试的电池组放电电流对建立的模型进行了验证,模型的放电效率计算值与实测值的最大相对误差为0.8%,建立的模型是有效的.     

Ni／MH电池和电池组放电过程中剩余容量的估算

以D型镍氢电池或电池组在一定的工作电流范围内,测出不同放电电流下的一组放电曲线,结合Peukert公式的适当变化,利用计算机程序实现了电池（或电池组）在任一工作电流下的放电曲线的模拟,模拟得到的曲线与实际测量的曲线极其相近,达到了对电池或电池组荷电状态及尚能继续工作时间的估算。     

混合动力电动汽车MH/Ni电池放电性能实验分析

根据混合动力电动汽车镍氢动力电池研发需要,针对其结构特点和工作原理,设计了144 V/(6.5 A·h)镍氢电池组的实验方案,提出了放电效率、电池内阻的处理方法,并利用Matlab软件对实验数据进行处理,结合放电电流、荷电状态、电池内阻和环境温度等相关参数之间的影响,分析了电池组的端电压特性、内阻性能以及电池组在常温、高温、低温下的放电特性,结果表明,镍氢电池组在常温和高温下具有良好的放电特性,电池组不适宜在-30℃下工作.     

纯电动汽车动力驱动系统参数匹配试验

基于车辆运行城市道路工况,结合车辆设计指标,以降低车辆能耗为目标,进行了动力驱动系统中电池、电动机及传动系统参数的优化匹配.对济南市道路工况进行测试,分析得到车辆行驶工况点密集区域.综合车辆设计目标,电池组电压及电池组质量对车辆能耗的影响,进行动力驱动系统关键部件选型,并在试验台上对选择的7.5 kW交流异步电动机系统效率特性、192 V/100 A·h磷酸铁锂电池组效率特性及其之间的匹配特性进行测试分析.利用底盘测功机测试并优化了电力驱动系统与机械传动系统之间的匹配关系,使电力驱动系统高效区与车辆实际道路行驶工况点密集区域相吻合.等速法测试结果表明:车辆按40 km·h-1匀速行驶里程达169 km;车辆在基本城市循环工况下100 km能耗为12.01 kW·h,续驶里程达160 km.     

基于液冷的锂离子电池组热均衡性研究

为了改善车用锂电池模组在高温高倍率工况下的热均衡性,根据圆柱形锂电池的传热特性,建立了18650锂电池单体的三维热模型,并完成40 °C环境自然对流下的热特性仿真,并通过温升试验验证了生热模型的可靠性. 在此基础之上,针对某型纯电动汽车的动力电池组,提出了一种夹套式电池模组冷却系统,利用Fluent研究了40 °C环境下冷却液流量、冷却液温度和放电倍率对电池组散热均衡性的影响. 结果表明:增加冷却液流量可以有效降低电池组最高温度、最大温差及电池自身温差,改善电池间的温度均匀性;但当入口流量增至0.03 kg/s后,对电池组散热性能的改善效果十分有限;降低冷却液温度后,电池组最高温度下降,但电池组最大温差与单体电池间温差不断上升,单体电池自身最大温差略有降低;当放电倍率增大时,电池组最高温度与最大温差均不断上升,单体电池间温差以及电池自身温差显著增大,电池组热均衡性变差.      

锂电池性能与温度相关性的基础实验研究

为综合分析影响电池性能的热环境因素,利用恒温油浴工况、近似绝热工况分别模拟有无热管理措施的动力电池组工作热环境,对松下18650锂电池进行了充放电性能与温度相关性的基础测试,研究了电池工作热条件、电池状态及放电倍率对其充放电性能的影响。研究结果表明:无论在何种热条件下,电池充电容量总是小于上次放电容量;当充电温度低于20℃时,电池充电容量随着充电温度的降低迅速衰减,若前一次放电倍率为0.5C、充电温度从20℃降至-10℃时,充电容量衰减12%;较高的放电温度能有效抵消电池大倍率放电引起的容量损失,当电池在40℃环境中以2C倍率电流放电时,其容量衰减仅为3.7%;当电池放电倍率较小,且工作温度高于30℃时,温度对电池放电性能的影响逐渐减小;环境温度较低时,电池放电容量随温度降低迅速衰减,当电池放电温度为-10℃时,其2C倍率放电容量衰减高达50%。本研究期望对高效、可靠及合理的电池热管理系统的设计提供理论依据。     

BFC6100-EV电动大客车动力传动系统参数设计

为提高纯电动大客车的加速性能和续驶里程,采取电池和超级电容混合驱动.根据动力传动系统参数设计原则,对电池和超级电容选型提出了一种新的设计方法,得出了电池组容量与整车加速性能和续驶里程的关系,以及根据超级电容放电时间进行特征参数设计的步骤.通过对BFC6100-EV纯电动大客车匹配计算及实验结果表明,整车0～60 km/h加速时间缩短了9 s,续驶里程达到306 km,验证了设计方法的正确性和可行性.     

考虑空间约束的港口用牵引车电动化及性能分析

针对上海市洋山港牵引车运行工况,根据整车参数和设计指标,对牵引车动力传动系统、储能系统等总成进行了参数匹配;明确了半挂牵引车的结构特点和作业特点对电池组布置的影响,基于GB 1589—2016和GB/T 20070—2006分析得到了对电池组的空间约束条件,并基于洋山港牵引车运行工况,提出了固定电池组与可换电池组结合使用的电池组方案;利用AVL CRUISE搭建纯电动牵引车模型,建立洋山港牵引车运行工况。验证结果表明,整车动力性和经济性满足牵引车港口运行工况的要求。对双集中式驱动桥方案和单电机方案经济性进行了对比,结果表明双集中式电驱动桥方案在港口内工况下满载和空载时分别节能1.11%和0.63%。     

基于一致性参数生成方法的电池组建模研究

电池系统建模对储能电池配置及能量管理系统策略等具有重要支撑作用。目前在电池组建模研究中应用参数生成方法时未考虑电池规模对模型训练速度及精度的影响，且适用的电池体系及运行工况较为单一。因此针对储能电站中不一致性显著的大规模电池组，基于少量电池样本参数的电池组建模问题展开研究，提出了基于变分自编码器的电池组一致性参数生成方法，研究了单体模型精度提升方法，建立了单体级别的电池组仿真建模并验证。通过参数统计特性和参数间相关系数计算及仿真结果，验证生成电池参数与原始参数的一致性高，多角度阐明了变分自编码器在电池参数生成方面应用的优越性。     

混合动力汽车动力电池组参数匹配

动力电池组参数匹配的合理程度决定着电机驱动和再生制动潜能的发挥,同时对混合动力系统成本影响明显。本文研究了混合动力系统在其他相关参数已知前提下的动力电池组参数匹配问题,建立了动力电池组参数匹配体系。基于AVL CRUISE进行了前向仿真,结果表明:所匹配的动力电池组能够很好地满足混合动力城市客车研发需求。     

基于随机抽样参数辨识的动力锂电池组仿真模型构建

为解决多电芯电池组建模过程中电池参数辨识大量耗时的问题,根据电池组中各单体电池参数呈正态分布的特点,提出一种基于统计学方法和最小电动势的复合电池组建模方法.该方法首先随机抽取电池组中部分单体作为样本,利用脉冲充放电实验和最小二乘辨识方法对样本电池进行参数辨识;然后以样本电池参数的平均值和方差代表电池组的参数特征进行电池组模型构建;最后基于Simulink平台进行计算机仿真实验,并对比实际充放电实验数据.结果表明,两者的端电压误差在0.05 V以内,相对误差1.5%,验证了所提方法的有效性.     

驱动工况下最佳效率的电力驱动系统控制分析

为实现电力驱动系统中电池和电机的优化匹配控制,针对混合动力电动汽车电力驱动系统在放电时的工作特性,以镍氢电池和永磁无刷直流电机为研究对象,在电池、电机性能实验研究的基础上,建立了驱动工况下的电池放电效率和电机效率数值模型,得到了电力驱动系统最佳效率和电机输出转矩的数学表达式。提出了提高电力驱动系统工作效率的控制策略,仿真结果表明,所设计的控制方法可有效提高电力驱动系统的工作效率,实现了整车动力性和燃油经济性的优化匹配。     

动力氢镍电池循环寿命仿真方法研究

研究动力氢镍电池循环寿命仿真问题,针对目前动力系统仿真中电池模型不考虑循环寿命的缺陷,为提高电池循环性能仿真精度,提出了动态更新模型参数进行电池寿命仿真的方法。以Olivier-Louis电池模型为基础,提取出7 A.h氢镍电池的模型参数,并在Simulink平台上对模型进行了仿真验证。结果表明,该模型充放电电压的误差在5%以内;然后结合已有的高温循环寿命测试数据对电池循环放电性能进行了仿真,得到了放电电压误差不超过0.6%的结果;用另一种电池的常温测试数据进行充电仿真,充电电压误差小于4%。这些结果表明电池寿命仿真方法具有可行性,有望进一步应用于电池组的循环寿命仿真。     

填充电池组的耐撞安全性

针对圆柱电池的电池组,提出了一种新型的填充保护方式来提升电池组的耐撞安全性. 通过实验和数值模拟对比了填充电池组与无填充电池组的耐撞安全性,讨论了采用树脂和不同密度的泡沫金属作为填充材料对电池组安全性的影响. 结果表明填充电池组呈现出更高的安全性,这是由于填充材料改变了电池的受力状态,使电池受力更合理、变形更均匀,从而减少了电池的破坏风险. 树脂填充提高了电池组的硬度和刚度,在冲击荷载下,使电池组更快地进入均匀受载阶段. 泡沫金属的选取需要综合考虑材料本身吸能的能力和材料对电池组能量分布的影响,硬度适中的金属泡沫填充电池组具有较好的耐撞安全性.      

电动汽车锂离子动力电池分选方法研究

为了改善电动汽车电池组的不一致性,提高电池组的可用功率和容量利用率,以电池的不一致性机理分析为基础,分别对电池进行了传统分选、主因子分选和总因子分选.单体试验计算结果表明,总因子分选方法是最优的.接着在总因子分选结果的基础上运用模糊C均值聚类算法对电池进行了动态特性分选,试验结果表明:此分选方法能有效地改善电池组的不一致性.     

混合动力挖掘机的建模与控制策略研究

以实现节能为目的,提出了一种应用于并联式混合动力液压挖掘机动力系统的控制策略。分析了该系统各个部分的结构,用AMEsim软件建立了其仿真模型,在MATLAB/Simulink中建立其动力系统控制策略模型,并进行联合仿真。该控制策略以发动机燃油经济性为优化变量,在工作中通过比较SOC值以及负载功率与发动机功率限值来确定发动机工作功率。仿真结果表明,该控制策略在轻载及重载两种工况下均能使发动机保持较好的燃油经济性,有利于系统的高效稳定工作。     

基于红外热成像技术的锂离子电池热特性试验研究

为了深入研究锂离子电池在工作状态下的热特性,通过试验与理论分析手段,结合红外成像技术与非接触式可视化观测方法,研究了锂离子电池单体在不同放电倍率下的表面温度分布特征及不同荷电状态(State of charge,SOC)下的温度均衡性和不同测量点的温升特性。结果表明:锂离子电池极耳附近区域为主要的产热源,且放电倍率越高,产热量越大;电池温度上升越快,最高温度越高,电池温度均衡性越差; 1C放电时,电池表面的温度梯度以多个类半圆形温区呈现;并以正极区为圆心向整个电池扩展; 2C放电时,初期形成的两个半圆形温区重合为一个以圆弧为下边的类矩形温区,直至扩展到电池下边缘;不同放电倍率下,电池温升速率均呈现先减小后增大的趋势。根据以上分析及研究成果,可以合理改进电池单体结构,设计电池组或电池包散热方案,提高锂离子电池在工作过程中的高效性和安全性。     

液压混合动力挖掘机动力系统的参数匹配方法

根据液压混合挖掘机动力系统的驱动结构、工作原理和负载特性,提出了其参数匹配方法.以蓄能器安装空间最小、蓄能器使用寿命最长和发动机工作点的稳定性为约束条件,从最大限度地发挥辅助驱动单元削峰填谷功能和降低系统装机功率的角度,对液压蓄能器的工作压力和体积、发动机功率、泵/马达的排量等参数的设计依据及其匹配进行分析,利用AMEsim软件建立仿真模型,以用于节能驱动系统中蓄能器的工作压力和额定体积的仿真.结果表明,进行参数匹配后,发动机的工作点切换满足稳定性的要求,且蓄能器的压力波动满足工况的要求.相对于原始驱动系统,其节能效果显著,节能比率为11.21%.