车用锂离子动力电池系统的安全性

 动力电池安全性是新能源汽车大规模推广应用过程中,各方最关注的焦点问题之一。本文阐述锂离子动力电池作为车用电源系统的安全性问题及其有效的解决方案。动力电池系统安全性问题主要分为3个层次,即"演变"、"触发"和"扩展"。"演变"是指动力电池安全性事故发生之前,故障可能经历了长期的演化过程;"触发"是"演变"过程的转折点,也可以是突发情况破坏了动力电池系统,并导致安全性事故。阐述了锂离子动力电池热失控"触发"的机理,对于不同种类的热失控触发形式进行了分析。在动力电池安全性事故"触发"问题上,最为核心的问题是锂离子动力电池的热失控。热失控"触发"发生后,应防止热失控"扩展"的发生。论述了热失控"扩展"过程的机理,以便于提出更加合理的安全性设计方案,防范热失控"扩展"的发生,降低安全性事故造成的损害程度。基于热失控"演变"、"触发"与"扩展"的机理,提出了事故防范和安全性监控的多项措施。     

电动汽车锂电池模块化热管理系统的设计及实验研究

针对电动汽车锂电池在高温情况下极易引发电池的性能退化,甚至导致热失控的问题,提出了一种电动汽车锂电池模块化热管理系统设计方案。所设计的系统采用20节圆柱形电池交错排列方式,电池之间布置6块内含冷却液流道的冷却单体,利用冷却单体中流动的冷却液迅速带走电池在工作时产生的热量,保证锂电池工作在25～40℃的适宜范围内。采用所设计系统针对冷却液流速、管道连接方式对电池模组冷却性能的影响进行仿真与优化,并根据优化结果,搭建实验平台进行实验验证。实验结果表明:增大冷却液流量可有效提高冷却效率,但流量的选取应权衡冷却效果与消耗功率的利弊;电池并联的最高温度和温差比串联分别下降了7.55℃和6.74℃,说明并联对提高整个模块化电池热管理系统的散热性能具有较好的效果,在电池包数量较大时,宜采用并联方式;并联缩短了温度大范围波动的时间,减小了过大的温度波动对电池造成的影响。     

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。     

电动汽车动力电池及其充电技术

电动汽车动力电池由铅酸电池、氢镍电池、燃料电池，发展到锂离子电池．缩短动力电池的充电时间，增加动力电池的充电容量是充电的关键技术．     

储能锂离子电站安全防护研究进展

现有的商业化锂离子电池采用的是有机电解液,易燃易爆,特别是应用于规模化储能电站时,数万甚至数十万个单体串并联,极易导致连锁反应,引起火灾、爆炸事故。安全性是锂离子电池推广应用的先决条件。目前,国内外学者从锂离子电池材料改性、锂离子电站主动安全防护和被动安全防护三个方面对储能锂离子电站安全防护技术进行了大量研究。本文从引发储能电站安全事故的原因出发,重点介绍了锂离子电池过充添加剂、阴极与阳极材料改性、热失控早期预警技术以及储能电站灭火剂的种类与优缺点,指出了储能锂离子电站安全防护技术的不足及未来的发展方向。     

基于单片机的动力电池管理系统开发

为获得动力电池的工作参数,匹配动力电池的物理特性,优化电池的效率和寿命,设计基于STC12单片机动力电池管理系统,主要包括MCU模块,电压、电流、温度数据采集模块,均衡模块,充电模块,数据显示模块,系统实现了对动力电池充放电电压、电流、温度等参数实时监控并显示功能。经实验平台测试,该系统可以实现预期功能,满足应用要求。     

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。     

电动汽车动力电池正极材料研究进展

电动汽车已成为未来汽车的主要发展方向之一,动力电池是电动汽车的核心部件,动力电池技术则是电动汽车发展的核心技术.总结了传统锂离子电池正极材料的优缺点,及对它们的改性研究,着重介绍了LiFe-SiO4、LiVPO4F、Li3V2(PO4)3和纳米正极材料的研究现状和性能改进方法,并对其发展方向进行了展望.     

不同热处理次数对软包锂离子电池热安全性影响

为探究高温环境对软包锂电池热安全性影响,通过对三元软包锂电池进行80℃高温热处理,模拟研究高温环境对三元软包锂电池热安全性能的影响.对比分析了高温对软包锂电池热失控温度、电压和电压/容量微分dV/dQ曲线等的影响.实验发现,随着热处理次数增加,电池充放电容量依次降低,其中第三次热处理对电池容量影响最显著.电池内部结构受...     

基于DSP的电动汽车电池管理系统的设计

在大量充放电模拟试验和随车试验数据采集的基础上,构建了基于数据信号处理器（DSP）芯片TMS320C2812的电池管理系统,实现了数据监测、荷电状态（SOC）估计、控制局域网（CAN）通信及USB存储等功能．在SOC估计算法上,根据电池所处状态进行了分类分析,并对估算难度最大的电池动态放电状态的算法进行了仿真实验．实验结果表明,该算法对镍氢电池的SOC能进行准确预测,并具有较高的精度．     

电力安全管理存在问题之浅析

分析了电力安全管理中普遍存在的问题,提出了加强电力安全生产管理的建议。     

电动汽车动力电池组热管理系统研究

相比较传统燃油汽车,电动汽车具有更加高效、更加清洁的优点。电动汽车工作性能的好坏很大程度上取决于电池的工作性能。温度作为影响电池工作性能的重要因素,对电动汽车的使用性和安全性有着非常大的影响。在简要归纳动力电池组热管理必要性和系统功能的前提下,从电池最优工作温度范围、热场计算、温度传感器布置、风机功率选择和电池包设计等几个方面介绍了动力电池组热管理系统的设计要点,并对不同冷却方式进行对比分析,为后续研究提供参考。     

混合动力汽车补偿模糊神经网络能量管理策略

以上海大众汽车公司某型号混合动力电动汽车(HEV)的设计要求为基础,提出了一种基于补偿模糊神经网络的能量控制策略,并采用动态调整步长的梯度下降法加快算法的收敛速度.分析了样本数据选取、输入、输出模糊分割和模糊规则提取对控制器性能的影响.利用ADVISOR2002仿真平台进行二次开发,完成了基于补偿模糊神经网络的控制策略、并联电力辅助控制策略和模糊控制策略的仿真比较.仿真结果表明,基于补偿模糊神经网络的控制器具有较强的自适应能力,可以较好提高混合动力汽车的燃油经济性和排放性.     

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。     

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.     

低电量状况下的电动汽车驱动策略设计

电动汽车动力电池在不同放电电流情况下,电池放电容量的特性会有所不同。尤其在电池剩余电量较少阶段,普通供电方式会使直流母线电压以较大幅度下降并减少电池剩余电量的可用时长。本文在剩余电量较少阶段以续行里程为控制目标,并根据电动机实际运行工况调整三相异步电机的驱动模式,通过专家PID调节器的控制方法来驱动电动汽车三相异步电机。试验结果表明:本文提出的控制方法,在电池剩余电量较少阶段提高了电池电量的利用率和电动机的工作效率,最终延长了电动汽车的续行里程。     

电动汽车动力电池区块链技术的投资演化博弈

为促进汽车生产商积极主动投资区块链技术,基于演化博弈理论,构建电池生产商、整车生产商和政府的三方演化博弈模型,探讨政府参与下汽车生产商区块链技术投资行为,分析三类参与主体之间的行为选择及演化均衡状态,并通过仿真模拟区块链技术特征参数和政府参与行为对于系统稳态的影响。研究表明汽车生产商在区块链技术投资系统中的策略选择与区块链技术所带来的额外收益有关;区块链技术带来的优势、政府所提供的间接收益率都能促进区块链技术投资系统较快地趋向理想均衡状态,而技术引进奖励的波动则对这一速度影响较小。研究结果可以为促进区块链技术引入到动力电池回收行业提供一定的理论指导。     

电动助力转向系统仿真及控制策略研究

电动助力转向系统(EPS)是复杂机电一体化的系统,在助力过程中控制策略起着决定性的作用.在动力学分析基础上,根据电动助力转向系统的数学模型,建立了EPS的Simulink仿真模型.在确定控制系统的结构后,对给定信号进行低通滤波,同时采用转向盘扭矩反馈和电流环反馈进行闭环控制,降低了系统的跟踪误差.仿真和实验结果表明,采取适时主动阻尼的低通滤波控制措施降低了跟踪误差,助力效果明显,系统动态响应特性良好.