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.     

基于物联网的汽车动力电池充电监控系统

针对汽车动力电池充电时间过长、 充电过程中出现的故障以及充电结束后不能及时获取结果等问题, 以动力电池的电压、 电流及温度为监测参量, 设计了一种基于物联网的汽车动力电池充电监控系统。对系统总体进行分析及描述, 完成了物联网系统的硬件整体设计和软件平台的搭建与测试。测试结果表明, 利用LabVIEW虚拟仪器平台设计的人机交换界面能对动力电池充电过程进行实时远程监控, 有效地完成了监测子系统和控制子系统间的充电数据传送, 验证了该系统的实时性、 准确性, 为用户提供了方便。     

快充对高功率镍氢电池充电效率的影响研究

比较了各种倍率恒流充电和脉冲充电过程中N i-MH电池的温度和内压,进行了在动力电池工作荷电状态范围内的300周高倍率循环测试,并对循环前后电池正负极电位、储氢合金形貌、循环伏安特性的变化进行了研究.实验结果表明,高倍率充放电循环使电池性能下降的主要原因是负极合金性能的恶化.     

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.     

一种估计混合动力用Ni-MH电池单体SOC的方法

搭建了混合动力汽车动力电池的性能实验平台,针对车辆实际行驶工况,在不同环境温度下对动力电池进行了相关充放电实验。利用实验系统采集到的动力电池电压与电流,采用自校正模糊神经网络控制算法对常温25℃下的动力电池荷电状态(State of Charge,SOC)进行计算,并与Arbin动力电池测试设备计算出的动力电池荷电状态进行了比较。理论分析和实验结果表明,采用自校正模糊神经网络控制算法计算出的电池SOC满足混合动力汽车电池SOC所需的精度要求。     

插电式燃料电池车锂电池热管理系统设计

采用强制风冷的方案,对世博燃料电池插电式混合动力微型车40A.h磷酸铁锂动力电池系统进行了热管理的结构设计和性能研究.详细分析了动力蓄电池的散热需求,在此基础上,结合整车布置,完成了热管理系统的结构设计,并对设计结果进行了数值模拟.将设计方案制作成实体样品,分别在不同的环境温度下,以一定的电流工况对电池加载,测试电池系统的温升情况.最后,对世博运营过程中具有代表性的两日测试数据进行了分析.仿真计算结果、测试试验结果以及实车数据分析结果均表明,设计方案在电池系统温升控制和电池单体温度一致性控制方面都达到了预期的需求.     

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．     

动力电池动态老化模型的研究与仿真

本文针对动力电池老化试验耗时长、工作量大等问题,在现有的电池老化研究基础上,把电池老化描述为日历老化和循环老化2种过程,并分别建立电池的日历老化模型和循环老化模型,以流经电池的电流大小为转换条件,把二者统一于电池动态老化模型。基于该模型可以估计短时间、多工况切换条件下动力电池的衰减容量。在计算机环境下完成该模型的搭建,并进行了3种不同的电动汽车充电方案下电池老化情况的仿真试验,在较短的仿真时间内模拟了电池老化的过程,降低了验证电池老化过程的成本。     

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。     

锂离子电池系统建模仿真

动力电池测试是动力电池研究的基础,而建立和选择合适准确的电池模型对于电池管理系统开发具有重要意义.为了解决电动汽车仿真时电池模型选取的问题,分别系统的建立了Thevenin模型,Gassing模型以及AVL电池模型,其中,Thevenin模型和AVL电池模型实质上分别为一阶等效电路模型和三阶等效电路模型,而Gassing模型是一种半机理半经验模型.三种模型在非极限工况下,都具有较高的精度,Thevenin模型和AVL电池能够更加准确地描述电池极化环节,AVL电池模型和Gassing模型在剧烈变化工况下误差很小,而Gassing模型能够很好地描述电池在极限工况下的动态特性,且可以反映出温度与内阻的动态变化.     

液冷动力电池低温加热系统设计研究

针对动力电池在低温环境下无法直接进行充电的问题,以液冷动力电池系统为研究对象,在大量动力电池充放电数据的基础上,结合动力电池的低温加热和保温需求,构建了液冷动力电池包低温加热和保温系统,设计了动力电池的充电和加热流程.根据传热学原理,结合动力电池生热计算理论公式,建立了动力电池的生热仿真计算模型,利用仿真计算工作来模拟分析动力电池低温加热系统的加热效果.通过在NEDC循环工况下的仿真和试验,验证了液冷结构动力电池包低温加热系统很好地满足了动力电池包低温环境下的加热和保温要求,具有良好的应用性.     

基于RC等效电路的动力电池SOC估计算法

精确的动力电池剩余电量(SOC)是混合动力系统进行动力分配的重要依据,也是整车控制和降低使用成本的关键.因而,采用简化的RC电池等效电路,建立了电池的动态充、放电模型,把该模型转化为状态空间表达式.基于不同温度下的镍氢动力电池开路电压,通过混合脉冲功率性能(HPPC)测试方法测量,得到动力电池的动态工作内阻.根据电池的动态工作电流,在线实时估算动力电池的SOC.仿真及实验室测试结果表明,该方法的估算误差小于8%,验证了该SOC估算方法的有效性.     

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。     

锂离子动力电池充放电特性的试验研究

为了解锂离子动力电池的工作特性,评价其在电动车辆上的使用性能,对锂离子动力电池进行了性能测试.基于实验结果,给出了锂离子动力电池的工作电压、工作电压下降速率和温升特性曲线.对锂离子动力电池的工作特性进行了分析;对各单体电池间的一致性对电池组性能和寿命的影响进行了分析评价;对电池的使用规范提出了建议.分析表明:锂离子动力电池适合于电动车辆使用,但电池单体间的一致性还待进一步改善和提高.     

复合金属氧化物正极材料Li(Co_xNi_yMn_(1-x-y))O_2高功率锂离子动力电池的试制及电化学性能的研究

用化学方法合成用于锂离子动力电池正极的新型高电压高容量复合金属氧化物材料Li(CoxNiyMn1-x-y)O2,试制了具有良好热稳定性的高功率8Ah锂离子动力电池。在研究了该电池的电化学性能后,研制了用于混合动力电动车辆的电池系统并进行了车载实验。结果表明该电池系统在深度放电条件下不仅显现出十分优越的循环性能和一致性,经过模拟工况测试后的数据还表明单体电池升温最高仅为5℃,即电池系统还具有良好的热稳定性,因此该电池系统是适合用于混合动力电动汽车的。     

大功率铅酸动力电池带负脉冲充电系统设计

根据铅酸动力电池本身特性,分析了在充电过程中带负脉冲放电能够提高电池对于充电电流的接受率;设计了大功率铅酸动力电池带负脉冲放电的脉冲变电流快速充电系统,给出了系统的硬件框图,以及主电路图。使用该系统对48V100Ah电动车辆用铅酸动力电池进行充电实验,得到了系统主电路效率曲线、带负脉冲充电电流曲线以及充电容量曲线。由实验证实,该系统所采用的带负脉冲放电的脉冲变电流充电方法使得充入电池同样容量的充电时间缩短,且该充电系统在高频下满载效率为92.7%,功率在1 600 W时达到系统最高效率点93.2%,经连续运行无任何问题。     

锂离子动力电池组结构分析

锂离子动力电池在性能上的优势突出,在纯电动汽车及混合动力汽车上得到了重视,已广泛应用。锂离子动力电池各方面的性能需要满足电动汽车的使用要求,在低温充电的性能上锂离子电池还有待提升。该文通过进行国内外现状的对比,对锂离子动力电池的结构中这一部分性能进行了分析,从结构和材料的选用上提升电池对使用需求的适应性。     

电动汽车动力电池特性仿真系统

为了更好地模拟动力电池的动态特性,开发相应的控制策略,建立了适用于电动汽车的动力电池仿真平台,并且分别建立了动力电池剩余电量模型、最大充放电功率模型和电池热模型.基于电动汽车的不同工况进行了动力电池系统的仿真.结果表明,所建立的动力蓄电池模型能够很好地模拟电动汽车运行过程中蓄电池组的动态行为,为动力蓄电池管理系统软、硬件的开发和电动汽车整车控制策略的开发提供了良好的平台.     

电动汽车用电池智能化快速充电研究

基于电池快速充电基本原理,制定了电动汽车用电池的分段恒流充电方案.根据对分段恒流充电试验结果的分析,对其控制策略进行了调整:按容量梯度法确定分段恒流充电终止控制参数,适当减小各段恒流值下降梯度,并将电池温度设为充电安全保障控制参数.调整方案后的充电试验结果表明,这种分段恒流充电控制方法可实现动力电池的智能化快速充电,有效缩短充电时间、提高充电效率.     

电动汽车用锰酸锂与磷酸铁锂动力电池性能比较分析

尖晶石锰酸锂和橄榄石磷酸铁锂离子电池是当前电动汽车用动力电池的主体,采用实验比较研究的方法,对比了两种动力电池正极材料电化学特性,研究了两种材料制备成动力电池的能量密度、功率密度、温度特性、循环寿命以及应用特性.结果表明:除低温性能和功率密度外,磷酸铁锂动力电池在其他方面的性能均优于锰酸锂动力电池.