基于Arrhenius方程下EV用磷酸铁锂电池寿命预测

磷酸铁锂电池寿命作为一项评价电池性能的重要指标,逐渐成为提高电动汽车性能的关键技术.为了研究日历老化和循环老化对电池容量衰减的影响,提高纯电动汽车动力电池性能.以某电动汽车的磷酸铁锂电池作为研究对象,对其施加不同的加速应力、不同温度条件和变充放电倍率等参数,计算锂电池容量的衰减结果.以Arrhenius方程求解为基本手段,建立电动汽车循环工况下充放电模型,对磷酸铁锂电池寿命进行预测.计算与实验结果表明:在相同条件下,循环老化速率约是日历老化速率两倍;在日历老化和循环老化交替条件下,温度从25℃上升到35℃后,磷酸铁锂电池寿命降幅达66.66％;建议在磷酸铁锂电池使用中尽量减小充放电倍率,配备动力电池冷却系统.     

电动汽车动力电池动态测试工况研究

提出了基于实车运行数据的动力电池动态测试工况统计方法,应用该方法建立了基于北京公交的纯电动客车用动力电池动态测试工况,为测试动力电池的动态性能及评价动力电池在对应工况下的适用性奠定了基础.对工况进行了标准化,并提出该工况应用于不同车型和不同电池组的等价方法,最后对比了电池在动态工况和恒流工况下的性能.结果表明,动态工况测试包含了电池动态直流内阻等信息,可以反映电池的动态性能.     

锂离子动力电池特性研究

为深入了解锂离子动力电池的充放电特性,评价其在电动汽车上的使用性能,通过不同条件下的试验对两种锂离子动力电池进行了全面性能测试.介绍了动力电池性能试验方法,基于试验数据绘制了锂离子动力电池不同使用工况下的充放电特性曲线,得到了电池的各项性能参数.分析了锂离子动力电池的工作特性以及充放电率、环境温度等因素对电池性能的影响,提出了锂离子动力电池的合理使用建议和在低温情况下的合理应用方案.     

基于MATLABGUI的电池测试平台设计

电动汽车的发展带动了动力电池研究的兴起,动力电池性能测试是动力电池研究的基础,本文基于MATLAB GUI设计了一种电池测试平台,通过电池充电子系统,电池放电子系统以及电池工况测试子系统可以使用户方便地对电池进行恒流恒压充电,电池放电测试以及电池充放电工况测试,能够满足电池合理充电、电池性能测试、电池模型验证以及算法研究等需求.经实验验证,本测试平台具有较高的精度和较强的可拓展性.     

电动汽车锂离子电池组参数辨识与SOC估计

针对电动汽车用锂离子电池组,提出了一种能修正初始误差的荷电状态估算方法,即采用扩展卡尔曼滤波与安时积分的组合算法.在分析电池各种等效电路模型优缺点的基础上,选用具有双阻容并联网络的PNGV改进型电池模型,并以某锂电池为实验对象,对其进行模型参数识别.然后依据电池模型建立电池的非线性状态空间方程,并对电池开路电压与SOC的关系进行多项式拟合.恒流脉冲放电和ECE15工况下的两种实验均表明,文中算法可有效修正SOC的初始误差,并能保证估算精度.     

基于支持向量机的纯电动汽车经济性换挡控制

为了延长纯电动汽车续驶里程,文章应用基于支持向量机的方法对纯电动汽车实现经济性换挡控制,通过试验数据获得电机、逆变器和变速器的效率特性,建立纯电动汽车的能量消耗模型;在城市道路循环工况(UDDS)下应用车速和加速度双参数获得经济性最优挡位信息,形成学习数据库;应用支持向量机分类器和传统换挡规律在欧洲行驶工况(ECE)下进行在线预测和仿真对比。该文对纯电动汽车变速器智能换挡控制的研究,对于提高整车经济性具有一定的理论意义和实用价值。     

基于行驶工况的纯电动汽车能量消耗的实验研究

针对不同行驶工况下纯电动汽车电能量消耗差异较大的问题,以某款纯电动汽车为研究对象,通过纯电动汽车电能量消耗实验,研究了纯电动汽车电能量消耗与其行驶工况和电能量控制方法之间的关系。分析了纯电动汽车在NEDC、Jap1015和FTP75实验工况中的电能量消耗及其控制方法。讨论了行驶工况特征参数和电能量动态控制方法与纯电动汽车电能量消耗之间的作用关系。结果表明:不同行驶工况的整车电能量消耗并不是随着行驶里程增加而增加,其主要影响因素是纯电动汽车电能量动态控制方法;当采用基于单位里程瞬时能耗的电能量动态控制方法对NEDC前部工况的三个加速阶段进行控制时,将使纯电动汽车单位里程平均能耗分别降低9.4%、18.61%、19.19%。     

复合电源纯电动汽车能量管理研究

以动力电池—超级电容复合电源结构的纯电动汽车为研究对象,基于模糊控制理论设计能量管理策略进行功率分配.以某电动汽车为原型,应用Cruise软件搭建复合电源电动汽车整车模型,在Simulink中开发能量管理系统,基于NEDC循环工况进行联合仿真.仿真结果表明,模糊控制分配策略能够很好发挥超级电容"削峰填谷"的作用,优化了双能量源电源系统的工作效率,满足车辆动力性能的同时,明显提升动力电池的荷电状态.基于模糊控制的能量管理策略,对电池寿命提高和车辆行驶里程提升均取得良好控制效果.     

基于行驶工况的纯电动汽车能量消耗实验研究

针对不同行驶工况下纯电动汽车电能量消耗差异较大的问题,以某款纯电动汽车为研究对象,通过纯电动汽车电能量消耗实验,研究了纯电动汽车电能量消耗与其行驶工况和电能量控制方法之间的关系。分析了纯电动汽车在NEDC、Jap1015和FTP75实验工况中的电能量消耗及其控制方法。讨论了行驶工况特征参数和电能量动态控制方法与纯电动汽车电能量消耗之间的作用关系。结果表明:不同行驶工况的整车电能量消耗并不是随着行驶里程增加而增加,其主要影响因素是纯电动汽车电能量动态控制方法;当采用基于单位里程瞬时能耗的电能量动态控制方法对NEDC前部工况的三个加速阶段进行控制时,将使纯电动汽车单位里程平均能耗分别降低9.4%、18.61%、19.19%。     

增程式电动汽车电驱动系统多模式切换控制

针对增程式电动汽车(Range-Extended Electric Vehicle,RE-EV)电驱动系统电动机驱动和发动机-发电机-电动机能量传递问题,建立了驱动电机动力学、动力电池动力学和增程器动力学数学模型,设计了电动低速、电动高速、增程低速和增程高速多模式切换控制过程,建立了电驱动系统切换控制逻辑关系,进行了1和10个循环工况下的道路实验.结果表明:速度-时间曲线下的最大爬坡度大于30%,符合性能设计指标;排放-时间曲线下的排放出现在10个工况循环中的2 400s,此时,增程器开始运行;电池容量-时间曲线下的电池放电深度从0.7下降到0.3时,增程器起动并控制电池放电深度在0.3~0.5.     

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。     

车载磁悬浮飞轮状态空间分析及H∞控制研究

为了提高磁悬浮飞轮电池控制系统在电动汽车上应用时的鲁棒稳定性,并改善电动汽车原动力电池放电性能,对电动汽车车载磁悬浮飞轮电池进行状态空间分析,求解出车载磁悬浮飞轮电池的状态空间方程,并提出一种基于该状态空间方程的车载磁悬浮飞轮电池用H∞控制方法.仿真分析和试验结果表明该H∞控制方法具有很强的鲁棒稳定性和良好的抗干扰、抗摄动能力,有助于车载磁悬浮飞轮转子高速稳定转动,降低电动汽车基础振动对飞轮电池影响.所研究的磁悬浮飞轮电池储能系统可辅助电动汽车原动力蓄电池工作,并可改善原动力电池的放电特性,延长该动力电池的使用寿命.     

基于电池循环寿命的纯电动汽车续驶里程估算

为了提高纯电动汽车的续驶里程估算精度,降低因电动汽车续驶里程估计不准确而出现的"里程焦虑",提出一种基于电池循环寿命的纯电动汽车续驶里程估算方法。首先,以纯电动汽车的整体性能分析为基础,将汽车续驶里程估算中电池循环使用时长问题,通过卡尔曼滤波算法转化为代价函数逼近最小值问题,确定电池循环使用寿命。其次,通过计算电池组剩余能量和已行驶里程,计算出纯电动汽车单位里程能耗;最后,计算出纯电动汽车循环工况续驶里程。实验结果表明,采用该方法对纯电动汽车续驶里程进行估算准确性较高,估算误差最低为2. 5%,提高了对纯电动汽车续驶里程的估算精度。     

一种应用于电动汽车的复合电池能源模块

就目前现有的电动汽车电池能源模块无法满足车辆实际性能需求的问题,提出了一种全新的电动车用电池能源模块,该模块是由锂离子电池与锌空气燃料电池进行配合组成的.首先分析了全球各个汽车企业就目前车用能源日趋紧张问题所提出的不同解决方案,指出了电动汽车发展前景乐观;其次,分析了应用于纯电动汽车的电池能源模块存在的瓶颈,提出了一个全新的电动车用电池能源模块的构想;然后,对该动力电池能源模块的优势进行分析,指出了该模块未来应用于电动汽车上的可行性;最后,就下一步开发该模块所要做的具体工作进行了介绍.     

ISG混合动力系统匹配选型与仿真设计

混合动力汽车是传统燃油车和纯电动车结合的产物,它既具有传统汽车动力性好、续航里程高的优势,又具有纯电动车节省能源、排放低的特点。通过发动机和电机同轴并联的方式进行动力混合,并根据该结构特点对车辆进行参数匹配设计,进而选取合适的发动机、ISG电机组以及电池等部件;根据需要制定合适的控制策略,并基于MATLAB软件平台建立整车性能仿真模型。仿真结果表明,该车型的各项指标均满足目标要求。     

Experimental study on heat generation and dissipation performance of PEV Lithium-ion battery

Based on the lithium-ion battery pure electric vehicle (PEV) application, two capacity types of batteries are applied in thermal characteristic experiments. With the experimental comparison method, battery thermal characteristics and heat generation mechanism are studied. Experiments of batteries in cases of different dimensions, batteries with different air cooling velocity and two capacity types of batteries in free convection environment are put forward. Battery heat generation performance, heat dissipation performance and comparison of different capacity types' batteries are researched and summarized. Conclusions of battery heat generation and dissipation in PEV applications, important battery thermal management factors and suggestions are put forward.     

电动汽车锂离子电池组内散热特性数值模拟研究

锂离子电池组涉及数据规模庞大,传统方法无法有效实现对其散热特性的研究,为此,提出一种新的通过数值模拟方式研究电动汽车锂离子电池组内散热特性的方法。介绍了锂离子电池组工作原理,分析了锂离子电池的充放电过程。通过雷诺平均法进行雷诺时均处理,获取电动汽车锂离子电池组内散热控制方程和湍流方程。介绍了初始和边界条件,通过CFD实现控制方程的求解。依次进行了锂离子电池表面散热特性数值模拟、不同风孔大小下电池组散热特性数值模拟、不同倍率充放电后电池组散热特性数值模拟以及不同环境温度下电池散热特性数值模拟。实验结果表明,锂离子电池中心垂直截面和上下壁面的温度分布均为中心最高,壁面较低,壁面温度梯度大,热量散失速度快;在风孔大小和出口大小相近,充放电倍率为1C时,电动汽车锂离子电池组内散热性最佳;环境温度越低,电池温度升高幅度越大,散热性能越好。     

锂离子电池热失控研究综述与文献计量分析

近年来,随着电动汽车行业的大力发展,锂离子电池作为电动交通工具储存和转化电能的重要载体大量涌入市场,但在使用过程中存在过充放电、局部过热以及外部挤压碰撞等滥用情况,可能会导致其性能下降,甚至引发热失控等安全问题。为此,对当前中外锂离子电池热失控的研究进展进行了综述总结,并通过VOSviewer可视化软件对发文量、期刊分布和关键词等进行分析。结果表明:当前锂离子电池的热失控是限制其发展的关键因素,目前主要从电池正极材料改性、电解液中添加阻燃剂、电池热管理设计三方面来提升锂离子电池的安全性。     

电动轿车机电传动系统的匹配计算与仿真

研究电动轿车机电传动系统匹配计算方法. 根据整车动力性能指标要求,对电动轿车机电传动系统,包括交流感应电机、减速器、电机控制器、动力电池进行匹配计算,主要是电机及其减速器传动比的综合匹配计算,并在Matlab/Simulink下进行了系统仿真. 仿真结果表明,机电传动系统具有良好的动态转矩特性和转速特性;系统动力特性仿真结果满足整车的动力性能设计要求;电动轿车机电传动系统匹配计算方法具有可行性和有效性.     

功率分流式混合动力系统结构优化与性能验证

对某具有双行星排的功率分流式混合动力系统进行了结构优化,并对优化后的系统进行运动学、动力学和效率分析,随后介绍了系统的工作模式及特点.基于Matlab/Simulink与LMS AMESim软件建立联合仿真平台,进行整车性能仿真.结果表明,整车能量消耗和动力性能均得到改善.纯电动模式下,城市工况(UDC)整车电能消耗降低8%;混动模式下,新欧洲行驶工况(NEDC)整车油耗降低6%.纯电动模式最高车速从110 km·h~(-1)增加到160 km·h~(-1).混动模式0～100 km·h~(-1)加速时间从14.5 s减少到10.0 s.