电动汽车电池组快速充电研究

为应对气候变化,许多企业在研究电动汽车,电池组的快速充电是重点研究的技术.针对锂离子电池的特性,提出了限压变流脉冲的充电方法,缩短了充电时间,并针对电池组存在状态不平衡的问题,设计了充电均衡控制电路.     

一种串联电池组均衡电路的设计

分析现有串联电池组均衡系统的不足之处,提出一种新的低功耗、高能效的串联电池组均衡电路,该电路的电量检测和均衡控制部分均由集成电路实现.首先给出电路的整体构架和子模块电路,然后利用MATLAB对串联电池组进行均衡效果仿真.仿真结果表明该电路具有高精度、低功耗的特点.     

优化均衡充电技术及智能充电系统

该成果根据电动车辆运行时电池组的总体期望目标，深入研究对电池充放电的全面要求，即无伤害的充电方式，充电过程优化控制算法，充电机应该具有的智能，特别是如何充电才能延长电池的使用寿命及修复式充电方法，并开发了均衡充电电路和实现均衡的控制算法。     

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.     

锂离子电池组主动均衡方法综述

本文总结大量文献并分析多种主动均衡拓扑结构,从均衡的媒介进行了分类,对各种均衡拓扑的主要元器件组成、模块化能力、控制的复杂程度、均衡速度、均衡效率等方面进行了总结论述,对均衡拓扑结构的选择具有指导意义.     

HEV锂离子串联电池组混合均衡策略研究

针对HEV中电池组的不一致性这一影响电池组性能、降低电池组寿命的问题,研究了多绕组变压器磁性均衡模型以及多原边绕组DC-DC均衡模型的电路和工作原理,为了得到较好的均衡效果,提出了一种2级均衡系统,第1级均衡模块采用多绕组变压器磁性均衡电路,第2级均衡模块采用多原边绕组变压器均衡电路.实验结果表明2级均衡系统有效减小了HEV中锂离子电池组充放电的不均衡性,适用于HEV混合动力汽车.     

一种能量转移型锂电池组均衡充电电路的设计

针对现有均衡充电方法的缺点,提出了一种基于能量转移的锂电池组单体电池均衡充电方法,详细分析了该方法的工作原理并通过实验对所提出的均衡电路进行了分析与论证.结果表明,该方法具有结构简单、效率高的优点,能有效地解决串联锂电池组充电不平衡问题.     

动力锂电池组充电管理电路设计

为了解决动力锂电池组使用中的一致性问题,本文提出了一种均衡充电管理电路的实现方案.首先分析了单体锂电池的特性;然后在比较各种均衡充电理论的基础上,选择部分分流法作为设计思路,进行具体电路设计.多次锂电池组充放电实验表明,该均衡充电管理电路能有效改善电池组充电的一致性,提高电池组工作性能,延长使用寿命.     

基于单体电池动态供电方法的均衡电路

为较好地同时兼顾元器件使用数目、均衡转换效率、均衡速度以及可以较为方便地对电池组内任意单体电池进行均衡的需求,提出一种均衡电路。通过控制与每节单体电池以及附加电源相对应的继电器的动作状态,使需要被均衡的单体电池不对外放电,而同组中的其他单体电池处于正常工作状态,达到对电池组进行均衡的目的。详细阐述了均衡电路的工作原理,分析了均衡电路两种工作模式及工作特点,并采用此均衡电路对串联的7节具有不同初始荷电状态(state of charge,SOC)的18650电池进行了均衡实验。实验结果表明,所提出的均衡电路,能够较好地对单体电池进行均衡,使电池组达到设定的均衡状态,证实了该电路的可行性。     

动力锂电池变电阻均衡充电方法研究

针对动力锂电池组中单体电池之间电压不一致性,提出一种变电阻均衡充电方法。在分析了单体电池间电压不一致性的原因、设计数字可变电阻器和可变电阻仿真模型的基础上,采用Matlab/Simulink软件对可变电阻均衡充电进行仿真,根据电池端电压大小调节均衡电阻值。结果表明变电阻均衡控制可使电压误差控制在0.3 mV以内,有效的减小单体电池之间的不一致性、延长电池的使用寿命。     

基于剩余容量估算的快速蓄电池均衡

针对现有蓄电池均衡方法工作时间长、只对电压均衡而不对容量均衡等缺点,采用基于Kalman滤波器与系统参数辨识集成的方法计算蓄电池剩余容量,并提出了一种新型蓄电池容量均衡结构。该容量均衡方法采用将串联蓄电池组单体分层的结构,使得每层的蓄电池单体不但能够在层内进行容量均衡,同时还可以与其他层之间均衡,因此均衡速度得到很大提高,均衡时间比传统方法缩短50%左右,而快速均衡电路的成本并没有增加。仿真和实验结果表明,该结构比传统结构均衡速度显著增加。     

基于改进门控循环单元神经网络的锂电池组荷电状态预测

准确预测锂电池组的荷电状态(state of charge, SOC)能够有效防止电池过度充电或者放电,是储能设备安全运行的重要保障。为了解决SOC无法通过测量直接获得的问题,提出了一种基于猎人猎物优化算法(hunter prey optimization, HPO)优化门控循环单元(gated recurrent unit, GRU)神经网络的预测模型。在GRU的基础上添加Dropout机制,来增强模型的泛化能力,并通过HPO算法优化GRU的超参数,使锂电池的数据特征与网络拓扑相匹配。为了验证HPO-GRU模型的有效性,以某储能公司现场采集的储能锂电池组历史数据进行仿真实验,并与反向传播神经网络(back propagation, BP)、长短期记忆网络(long short term memory, LSTM)和GRU 3种预测模型的预测结果进行对比分析。可得HPO-GRU模型预测值与真实值的误差最小,在5%以内。可见HPO-GRU模型的预测精度最高,具有良好的鲁棒性以及较强的泛化能力。     

纯电动汽车磷酸铁锂电池组放电效率模型

以320V/100A·h磷酸铁锂动力电池组为研究对象,在电动汽车动力电池性能测试试验台上对电池组容量效率、开路电压及电压性效率等特性参数进行了测试.采用二次多项式构建了电池组放电效率模型,描述放电效率与电流及电池荷电状态之间的关系.利用实车测试的电池组放电电流对建立的模型进行了验证,模型的放电效率计算值与实测值的最大相对误差为0.8%,建立的模型是有效的.     

基于多点接地模型的电池组绝缘检测研究

针对铁路客车用串联电池组中各电池单体均有出现接地的可能,该文提出多点接地的模型和电池组大漏电流的概念,推导了大漏电流的位置、测量方法及其表达式,对电池组的接地问题进行研究。MATLAB/Simulink的仿真结果和实验测试数据证明了该文采用的模型、测量方法和推导过程的正确性。     

单节锂离子电池保护电路的改进

提出了一种低成本的单节锂电池保护回路系统,采用0.6μm混合信号CMOS工艺和修调技术使芯片具有低功耗、高精度检测电压等特点.通过基准电路和取样电路设计的改进,使保护电路实现了多种保护功能,并且具有很高的检测电压精度.模拟结果表明,该电路在温度为25℃时过充电保护电压的检测精度达到了±25mV,耗电流仅为3.5μA,满足高精度检测电压的要求.     

基于电化学机理模型的锂离子电池早期内短路电热特征研究

锂离子电池的内短路故障是诱发其热失控的主要原因之一,早期内短路特征研究能够为电池管理系统的故障诊断和安全预警提供支撑,对提高电动汽车的安全性具有重要意义。构建了锂离子电池内短路电化学机理模型,实现了不同内短路阻值下的锂枝晶内短路故障模拟。结果表明,由锂枝晶导致的电池内短路产热98%以上来源于正负极产生的焦耳热,早期内短路过程中正负极集流体表面的温升小于1.5 K,不显著的外部热特征无法用于早期内短路故障诊断。与正常电池相比,内短路故障将使得电池充电速度变慢,放电速度变快,端电压异常下降,上述电特征可以为构建早期内短路故障诊断方法提供依据。     

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...     

基于同芯多绕组的均衡技术

为了避免动力锂电池由于受各种因素影响而产生自身参数不一致性带来的弊端,采用均衡技术将单体工作状态差异程度控制在可接受的范围内是保证串联电池组能够安全可靠工作的有效途径。构建了一种基于同芯多绕组的均衡拓扑,对该拓扑进行工作原理分析并建立分析了两种不同工作模式下的等效电路模型,搭建了实验平台进行均衡实验,结果表明该均衡拓扑在两种不同工作模式下都能实现单体间直接均衡,验证了该均衡拓扑的均衡功能。