锰酸锂正极锂离子二次电池纯电动汽车的研制

以100Ah的锰酸锂锂离子二次电池锂离子电池组和30kW交流电机组成了动力系统,研制了MGL6486EV电动汽车。电池组的电压为304V,能量为37kWh,电池组采用了智能管理系统（BMS）和均衡系统。电动机采用全数字适量控制,并具有刹车能量回收和防溜车功能。在充电时智能充电机始终与BMS保持通信联系,以保证电池组安全快速充电。车辆最高车速可达117km/h,0～50km/h加速时间为6.80s,50～80km/h加速时间为7.34s,爬坡度超过20%,续驶里程为204km,百公里耗电仅为19kWh。到目前为止该车辆已运行5万多km。     

无线充电装置及其电池管理系统设计

无线充电技术是一种利用电磁感应(即电感耦合),将电能从供电端递送至用电端的技术.BMS即电池管理系统,是负责处理动力电池组实时状态的重要装置,起到了保护电池组与用电设备的稳定性和安全性的作用.本文设计了无线充电装置的电路及其电池管理系统(BMS),并具备SOC的估算以及电池组保护功能,有效地实现了电池组的主动均衡.通过上位机软件监测电池组的状态信息,结合实验验证了设计的正确性.     

纯电动汽车整车动力电池组的匹配

为了解决纯电动汽车整车动力电池组的匹配问题,本文通过分析纯电动车整车动力系统的结构特点,对动力电池组进行充放电特性试验,在此基础上提出了采用等速法和续驶里程的设计目标值反向计算电池容量的动力电池组匹配原则. 整车动力系统仿真实验结果表明,0~40km/h的加速时间为15.6s,最高车速为80.5km/h,最大爬坡度为24.9%,续驶里程为230.5km,满足设计目标,从而验证了该方法的正确性和可行性.     

动力锂离子电池管理系统的研究

研究了如何保证锂离子二次电池组能在工作条件下安全地进行充电、放电,设计硬件系统,可精确检测每一只电池的端电压、电池的温度及电池组的工作电流。根据这些参数计算电池的剩余电量,以及对电动车实际测试数据,进行分析。以上实验已经通过5000km路程的实际考验。     

动力锂离子电池管理系统的研究

研究了如何保证锂离子二次电池组能在工作条件下安全地进行充电、放电,设计硬件系统,可精确检测每一只电池的端电压、电池的温度及电池组的工作电流。根据这些参数计算电池的剩余电量,以及对电动车实际测试数据,进行分析。以上实验已经通过5000km路程的实际考验。     

纯电动汽车坡道行驶驱动转矩优化控制策略

针对纯电动汽车坡道行驶过程中转矩不足的问题,基于模糊控制算法,提出一种以道路坡度、加速踏板变化率为输入,驱动转矩为输出的优化转矩控制策略.为了有效识别道路真实坡度,采用坡度识别算法进行道路真实坡度的识别.在Matlab/Simulink中建立车辆模型和控制算法模型进行了仿真分析,采用4％的坡道工况对车辆上坡加速性能进行仿真分析,对比了2种控制策略下的车速.结果表明:优化转矩控制策略能够更好地识别和响应驾驶意图;在优化转矩控制策略中,车速为0～50 km·h-1的上坡加速时间为10.65 s,比基准转矩控制策略降低了11.62％,车速为50～80 km·h-1的上坡加速时间为8.60 s,比基准转矩控制策略降低了14.85％;该策略能够有效提高车辆的上坡加速性能和经济性.     

基于无机超导热管的车用锂离子电池组散热性能

针对目前车用锂离子电池散热困难等问题,以10A.h车用动力锂离子电池组为研究对象,基于无机超导热管散热方法建立电池组三维热仿真模型,在不同工况下对用不同直径的无机超导热管进行模拟仿真。仿真结果表明:达到稳定状态后,无机超导热管散热方式能确保电池单体的温度控制在20~50℃;当放电电流为10 A且放电时间为10 min时,无机超导热管散热后的车用锂离子电池温度不超过48℃,散热效果较好,满足设计要求。     

锂离子电池组均衡充电和保护系统研究

为了提高串联电池组充电过程中的一致性,设计了电池组均衡充电保护系统并介绍了其具体实现方法.分析了锂离子电池组均衡充电保护系统在电池组充电过程中的均衡充电和保护功能,建立了电池组均衡充电的控制模型.在锂离子电池组的均衡充电试验过程中,测量了模块的分离电流和反馈总线电压.豪华电动大客车BFC6100EV运行试验表明,均衡充电保护系统改善了电池组充电过程中的一致性以及保护作用,改善了电池的性能,延长了电池组的使用寿命.     

基于确定性规则的机电飞轮电动汽车控制策略

针对机电飞轮电动汽车工作模式复杂、能量管理困难等问题,提出了一种基于确定性规则的控制策略.该控制策略以车速、加速度、车辆需求转矩、电池荷电状态、飞轮能量状态为输入量,在满足车辆实际需求的前提下对电机、飞轮进行转矩分配.利用MATLAB/Simulink搭建整车模型,在NEDC工况下对机电飞轮电动汽车进行动力性和经济性仿真分析.仿真结果表明,整车百公里加速时间为11.8 s,最高车速为156.68 km/h,车速20 km/h时最大爬坡度为26％;在NEDC循环工况下其耗电量下降了0.89％,平均驱动效率提高了8.2％.该控制策略可以实现合理的转矩分配,能够保证机电飞轮电动汽车在动力性的基础上提高经济性.     

基于电磁感应方式的锂离子电池无线充电器的设计与实现

本文设计了一种基于线圈电磁感应原理的无线充电平台,对锂离子电池的无线充电技术进行了实验分析和研究。测量了该平台的PWM驱动信号,能量发送电路,能量接收电路,锂离子电池充电时间和充电电压,测得的实际波形和数据说明该无线充电平台符合设计要求,使无线供电技术在其它便携式电子产品中的应用提供了参考案例。     

驾驶风格对纯电动汽车能耗的影响

纯电动汽车能耗受多种因素影响,为揭示驾驶风格对纯电动汽车能耗的影响规律,采用控制单变量因子的实验思路,设计整车能耗实验。通过实验测试与理论计算相结合,得到各部件的能量分布,对能耗进行定量分析,为优化整车能耗指明方向。首先分析汽车在等速工况下的能量流动情况,得到确定因素对汽车能耗的影响;然后在综合工况下分析驾驶风格对纯电动汽车能耗的影响。结果表明：电池能量主要被电机电控系统和车辆行驶阻力消耗,附件能耗较少,驾驶风格主要通过影响制动损耗和动力传动系统运行效率造成能耗波动,不同驾驶风格将导致百公里电耗相差10 kW·h以上。     

电动汽车锂离子电池管理系统的关键技术

 锂离子电池具有能量密度高、功率密度高、寿命长、环保等特点,已经在电动汽车中获得应用。但电动汽车锂离子电池组的容量大、串并联节数多、安全工作区域有限,需要电池管理系统对其进行有效控制与管理,以充分保证电池的安全性、耐久性和动力性。电池管理系统由各种传感器、执行器、控制器等构成,其关键技术包括:传感器的精度及传感器之间的同步技术、电池单体及电池组的状态(荷电状态、健康状态、功能状态、能量状态、安全状态等)估计技术、电池组一致性辨识与均衡技术、安全充电和故障诊断技术。为了研发先进的电池管理系统,首先要对锂离子电池性能进行测试研究,确定影响其性能的主要因素及变化规律;然后采用基于机理、半经验或经验的建模方法建立电池系统模型,设计基于模型的电池系统状态估计及性能优化管理算法,并进行系统集成和应用开发,以保证在电池安全可靠运行的前提下发挥出最佳的动力性能。     

电动汽车用动力锂离子二次电池系统性能的研究

采用尖晶石锰酸锂和以锰为主的多元金属氧化物正极材料分别研制了Mn 系正极高功率和高容量动力锂离子二次电池, 研究并比较了Mn 系动力电池与海内外几家公司制造的LiFePO₄动力电池的电化学性能。结果表明Mn 系高容量和高功率动力电池不仅具有高能量密度、优越 的高低温与倍率充放 电特性、热稳定性良好, 同时电池的 SOC-OCV 线性关系还有利于管理系统的控制, 因此该类动力电池会成为今后动力电池的一个重要发展方向。     

液体循环式锌-空气电池性能试验

为了研究和掌握液体循环式锌-空气电池的实际工作特性,通过在实验室进行的10～70 A变电流放电、40 A恒流放电试验以及两次实车道路试验,发现该电池的驱动能力较差,最大比功率为21 W/kg,小于铅酸、镍氢等电池,并且也达不到普通锌-空气电池的比功率值;该电池比能量的最大值为70 Wh/kg,在常用电池中处于中上水平.结果表明：液体循环式锌-空气电池具有充电方便、充电过程便于自动化、可有效地提高比能量和延长电动汽车（EV）的续驶里程等优点;缺点是内阻较大、结构复杂、技术不太成熟,离实用尚存在一定距离.     

基于CAN总线的电动汽车电池管理系统

对CAN总线在电动汽车电池管理系统中的应用作了详细的阐述，介绍了以P8xC591单片机为核心的电动汽车电池电控单元(ECU)的软硬件的设计。     

基于SOC的电动汽车参与电网调频控制策略研究

大量电动汽车无序接入电网会给电力系统安全稳定运行带来危害。利用汽车入网技术,电动汽车接入电网参与系统调频,但用户出行需求、电池损耗会受到影响。基于此,首先分析了电动汽车动力电池特性,建立了电动汽车参与系统调频模型,通过分析电动汽车动力电池荷电状态概率密度分布,提出考虑电池荷电状态的电动汽车参与系统调频控制策略。最后,模拟了以平抑电网频率波动为目标的电动汽车充放电场景,根据电池荷电状态,基于所提控制策略通Matlab/Simulink仿真,验证了电动汽车参与系统调频实际效果。     

电动汽车动力电池技术研究进展

 从锂离子电池材料技术、单体电池、电池系统等几个方面对锂离子动力电池的发展进行了评述。锰酸锂一般应用于轻型电动车辆,也可与三元材料混合提升新能源车辆用电池的安全性和倍率性能;磷酸铁锂适用于中等比能量要求的动力电池;三元材料通过材料、隔膜涂层和电池技术的改进提升安全性后适用于高比能量型电池;石墨负极目前仍然是广泛应用的负极材料,在碳负极材料中添加硅等高容量材料的努力仍在进行中,液体电解液在向高电压和宽工作温区方向发展;小圆柱电池、方形金属壳电池和软包电池各有特点,适应了多元化的电动汽车应用需求,国产制造设备技术水平持续提升,电池系统技术方面需要整车和电池方面合作努力以提升安全性和可靠性。锂离子动力电池是目前最具实用价值的动力电池,预期其比能量在不久的将来可提升至300 (W·h)/kg,满足新能源汽车产业未来10年的发展需求。     

电动汽车快速充电站需求分析与设备优化方法

电动汽车快速充电站是城市未来重要的基础设施,其规划建设是否合理直接影响到城市交通体系的运行和电动汽车产业的发展.以城市电动汽车日充电量为基础对快速充电站总量进行了预测,通过分析电动汽车快速充电站车辆到达及充电时间的特征,引入了随机服务系统,建立了排队系统模型,计算了平均逗留时间和充电机空闲时间的比例等指标.采用愿望模型分析方法,优化确定充电站的设备数量,既减少顾客的等待时间、解决排队拥挤现象,又有效减少充电站的投资.最后通过MATLAB实例仿真验证了该方法的有效性.