锂电池充放电特性分析和测试

简要分析了锂电池的充放电特性,为测试提供了测试参数,讨论了锂电池容量的测试依据,并测试了某品牌1000mAh的锂电池充放电特性以及其容量,为锂电池的快速检测提供了一种测试参数设置依据。     

锂电池组在变电站蓄电池组核对性放电中的应用

根据电力系统相关规程要求,配置单蓄电池组的变电站直流电源系统在对蓄电池组进行核对性放电试验时,蓄电池组不能退出运行.先将备用蓄电池组并列到直流系统,再将运行中的蓄电池组退出后作核对性放电试验是通行方案.传统的备用铅酸蓄电池组方案操作繁琐,安全性低.本文提出并实现了用锂电池组代替铅酸蓄电池组的方案,应用等效电路模型分析法,分析了锂电池组在直流电源系统中的运行特性,验证了锂电池组在变电站蓄电池组核对性放电中的安全性,对提高变电站直流电源系统维护的方便性和安全性有较大的实用价值.     

锂离子电池电-热-机耦合特性实验研究及关键参数辨识

针对锂离子电池的电-热-机耦合特性,设计了一套耦合特性综合测试系统,进行了电池不同倍率充放电工况下电-热-机耦合特性的测试与分析,以探究电池电特性、形变、温度的时间演变规律与空间分布特性,可以得到电池荷电状态(state of charge,SOC)-形变曲线具有明显的分段特性,可以辅助磷酸铁锂电池SOC估计的修正。基于该系统测试结果研究了电池充放电过程形变产生的机理,并进行了电池热膨胀系数的参数辨识。实验结果表明:高倍率放电时,在放电初期和中期电池边缘部分膨胀,放电后期收缩,而中心位置在放电初期和中期收缩,后期膨胀;低倍率放电时,电池表现为放电初期和后期整体收缩,中期整体膨胀。研究结果可为电池内部电-热-机耦合特性的理论分析与测试管理提供依据。     

一种改进的锂电池PNGV模型研究

针对锂电池PNGV常规模型精确度不高的问题,研究了一个改进的PNGV电池模型。原有模型中固定的极化电阻与极化电容实际上是受锂电池荷电状态(SOC)的变化而改变的量。本文采用HPPC测试来辨识改进后模型极化电阻与极化电容等参数。通过在MATLAB/Simulink中建立PNGV仿真模型,分别在HPPC放电工况与变电流放电工况下对改进前后的模型进行仿真实验并做了比较分析。结果表明,改进后的PNGV模型精度有了明显提高,能够较准确的描述锂电池的充放电特性。     

典型温度下磷酸铁锂电池PNGV模型研究

温度是影响电池性能的重要因素之一。本文对典型温度下磷酸铁锂电池PNGV模型进行研究。通过大量的试验得出了磷酸铁锂电池充放电特性曲线,在此基础上建立了PNGV模型。应用混合脉冲功率性能测试试验(HPPC)对典型温度下模型参数进行了辨识,分析了典型温度下模型参数的变化规律。最后应用基于北京公交的纯电动客车用动力电池动态测试工况(BBDST)对模型进行了验证。验证结果表明PNGV模型在一定程度上能够反映磷酸铁锂电池的特性。同时,该模型在磷酸铁锂电池上的应用也存在一定的累积误差。     

新能源汽车锂电池热管理系统热性能分析与优化控制研究

为了提高新能源汽车锂电池的使用寿命和性能,本研究通过仿真、试验对新能源汽车锂电池的热管理系统进行了分析。首先建立了锂电池组和冷却结构的计算模型,然后设计了锂电池热管理系统,在此基础上,对锂电池热管理系统冷却结构进行了优化,最后,分析了计算模型的仿真结果和热管理系统冷却结构散热性能仿真结果。影响锂电池热管理系统散热的因素包括冷却液流量、冷却液入口温度和放电倍率。结果表明,本研究所建立的计算模型是可行的,当确定了最优结构、冷却液流量值、冷却液入口温度和放电倍率时,在最优参数下,锂电池热管理系统具有良好的冷却效果,研究结果可为新能源汽车的热管理和散热技术提供坚实的理论基础。     

基于最小二乘法的锂离子电池参数辨识方法研究

目的 针对使用戴维南等效电路模型对锂电池进行参数辨识不够精确的问题,提出一种二阶 RC 等效电路模 型并对锂电池进行参数辨识。 方法 通过脉冲放电实验得到锂电池的相关数据,在 MATLAB 上使用最小二乘算法 对所建立的二阶 RC 等效电路进行参数辨识,并对不同 SOC(State of Charge)下锂电池各个参数的变化情况进行分 析,通过计算锂电池的端电压来判断参数辨识的精确度,最后将辨识结果与戴维南等效电路模型所辨识的结果进 行对比并分析。 结果 随着锂电池 SOC 下降,锂电池的各个参数会有轻微的波动,在锂电池的 SOC 处在较低的水平 时,锂电池的各个参数变化比较剧烈,这是由于锂电池的化学浓差极化所导致的,当将辨识的参数用来求解锂电池 的端电压时,随着时间的推移,发现锂电池的端电压的误差波动比较稳定,且最大误差不超过 0. 05 V,反观使用戴 维南等效电路模型求得锂电池的端电压误差波动比较大,且最大误差超过了 0. 08 V。 结论 在锂电池参数辨识上 二阶 RC 等效电路比戴维南等效电路更加准确,能够更好地描述锂电池的动静态特性,为后续对锂电池的荷电状 态估计提供了有力的基础。     

三元锂电池放电容量影响因素的试验分析

为探究不同电解液电池在高、低温和循环使用下放电容量情况,以两节电解液分别为307、E46的4.2 V-2.6 A·h.三元锂电池为研究对象,分别对其进行高、低温放电测试和循环老化测试.试验的结果表明:不同电解液的三元锂电池在进行高、低温和循环老化试验时放电容量会有明显的不同,且电解液为307的电池放电容量高于E46电池放电容量;电池在低温放电时的活化性能低,导致放电容量大幅衰减,最终为电池的寿命预测提供理论依据.     

基于传质现象的锂电池机理建模

在比较分析各类蓄电池系统模型的基础上,提出一种基于传质现象的锂电池简化机理模型.采用COMSOL v3.5软件针对型号为IHR 18650的锰酸锂离子电池进行仿真研究,并通过放电实验对简化模型的有效性进行验证.结果表明,提出的简化模型能够较为准确地描述锂离子电池的外部特性.文中进一步对不同充/放电电流条件下的锂离子浓度和电势分布情况、设计参数对锂电池性能的影响以及锂离子浓度和电势分布随电池充/放过程的变化情况进行了仿真分析.     

无迹卡尔曼滤波对锂电池荷电状态估算的研究

由于动力锂电池参数具有受外界干扰影响大、电池模型非线性的特点,现有的荷电状态(SOC)估算方法并不能完全满足精度和实时性的需要。在综合考虑模型的精确性和实际工程计算复杂程度后,提出使用经验公式模型,在模型的基础上采用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法对电池SOC进行估算。通过对比动力锂电池放电实验得到的数据,检验算法估算效果。实验结果表明:UKF算法能够准确跟踪动力锂电池放电变化情况,对动力锂电池SOC的估算误差在2%左右,相比于传统算法在精度上有较大的提高。     

技术有保诚信赢市场——记上海化工研究院检测中心

小小的一块锂电池,从上海起飞运往别处之前,必须通过上海化工研究院检测中心的8项技术检测。每个品种的锂电池登上飞机之前,需要送30个到50个左右的样品到检测中心进行检测。根据要求,在进行8项技术测试前,先要完成循环充电放电50次,然后再进行冲击、碰撞、振动、热测试、外短路、过充电、强制放电、高空环境模拟这8种测试。这些测试模拟了飞机运行过程中可能出现的各种极端情况,以考验锂电池能否安全运输,整个检测周期长达28天。只要8项测试中有一项没有通过,就被认为是危险品,在检测中心出具的货物运输条件鉴定书上写明,并对这个品种锂电池的包装、标签等提出更高要求,而这仅仅是上海化工研究院检测中众多检测业务中的一处。     

一种充放电双时间常数动力锂电池的建模与仿真

根据动力锂离子电池充放电特性建立了一种采用快慢电容回路模拟充放电双时间常数动力锂电池的电池模型.详述了模型建立的理论推导过程,经仿真表明,该模型能够准确地反映动力锂电池充电及放电特性以及荷电状态(SOC)的动态变化.     

动力锂电池模型在线参数估计的研究

为了减小动力锂电池仿真模型与锂电池实际工作时的误差,该文提出了一种能够在线参数估计的动力锂电池模型。首先推导出动力锂电池二阶RC等效模型,建立了动力锂电池随温度和荷电状态变化的动态模型;然后通过不同温度下的放电测试数据,利用拉普拉斯变换和最小二乘法辨识出该模型随温度和荷电状态动态变化的参数;最后用线性插值的方法计算出动力锂电池工作时的实时参数。用Matlab建立模型并仿真,结果显示在线估计电压值误差在4%之内,从而验证了该模型的准确性。     

非晶态MoS_3制备方法的改进与其电化学特性的研究

本文报导了用改进的水溶液酸化沉淀法制备非晶态三硫化钼。并对该材料的导电特性、用作锂电池阴极材料的放电特性以及循环伏安特性进行了研究。     

一种可用于BMS功能验证的动力锂电池模拟器设计

基于MatlabSimulink的Simscape模块,建立了电池二阶等效电路模型,并进行了参数辨识和模型验证,完成了硬件电路和软件设计,从而构建了一种新的动力锂电池模拟器.仿真和测试结果表明:在对电池模型进行参数辨识时,增加荷电状态在0至0.10区间的间隔点,可进一步提高电池模型精度;在HPPC循环放电工况下,电压最大误差不超过0.07 V;在动态运行工况下,电压最大误差不超过0.12 V;在不同的荷电状态下,动力锂电池模拟器电压输出最大误差为1.9 mV,相对误差为0.53‰,验证了所设计的动力锂电池模拟器具有较高的精度,可用于电池管理系统的功能验证.     

电晕放电辐射场的测试与分析

为研究电晕放电辐射场的特性,首先对电晕放电电流进行了理论分析和测试研究,设计了电晕放电的实验室模拟系统,然后利用测试系统和测试天线进行电晕放电室内外测试,得出实验数据,最后利用时频分析方法进行数据处理,得出电晕放电辐射场的特性.     

基于电路暂态分析的功率型动力电池建模

以混合动力汽车用8Ah功率型锰酸锂电池为对象,选取戴维南电路模型等效开路电压、欧姆内阻和极化阻抗,在室温25℃条件下,分充电方向和放电方向的不同开展建模研究.通过增加放电搁置时间将复合功率脉冲试验进行改进,复合脉冲试验数据采用电路暂态分析和最小二乘的方法辨识,得到极化阻抗时间常数τ,不同充放电方向和不同SOC点的电路元件参数,利用Matlab/Simulink工具建立了电池仿真模型,并采用HPPC试验和变电流试验数据对仿真模型进行了验证.仿真结果表明等效电路模型具有较高的精度,能够准确地模拟锰酸锂电池的动态特性.     

基于简化可变参数热模型的锂电池内部温度估计

锂电池内部温度的准确估计是实现电池安全可靠热管理的关键,为准确估计锂电池内部温度,针对现有电池热模型中各热电参数的辨识误差对内部温度估计精度的影响,文中提出基于简化可变参数热模型的锂电池内部温度估计方法.通过对不同环境温度下锂电池内部热容与外部热阻进行辨识,建立可变内部热容与外部热阻估计模型,同时对模型机理进行分析,详细描述了外部环境对于内部热容和外部热阻的影响,并通过实验验证了模型的可靠性;最后结合扩展卡尔曼滤波(EKF)算法,实现对内部温度的估计.不同温度梯度下的恒流放电实验与仿真结果证明,所建模型适用于不同环境温度下的锂电池热模型,提高了内部温度估计精度.     

局部放电的数学模型和频域特性

本文建立了描述电介质材料内部局部放电动态过程的数学模型.首先采用Laplace 变换和数值计算法得到了放电电脉冲的时域特性.由于表达式中不少参数是时间的隐函数,本文运用非线性拟合和数值计算,又从放电脉冲的时域特性获得了相应的频域特性,计算结果与本文采用宽频带频谱测试所得的放电脉冲频域特性基本相符,且变化趋势相同.证实了所建立的局部放电数学模型是合理的,以此研完局部放电的频域特性及其动态过程是有效的.     

直通式热轧辊流道改进

锂电池极片的辊轧是锂电池极片生产过程中不可缺少的一环,极片作为锂电池的核心部件之一,其质量会直接影响到锂电池的性能。对直通式热轧辊进行仿真模拟,分析轧辊的温度-形变特性;通过模拟,确定轧辊流道的改进方向,并对改进后轧辊进行不同配油方案下的温度-形变特性分析。结果表明:结构改进可以提高轧辊表面温度均匀性,增加轧辊表面有效长度。