太阳能电池发展现状与展望

介绍了太阳能电池的发展历程。分析了太阳能电池产业的现状,并对太阳能电池产业的发展进行了展望。     

纯电动汽车电池管理系统的设计及应用

针对目前唯一可以产业化的纯电动汽车使用的主要能源动力电池,设计开发了电池管理系统。系统以单片机为核心,采用分布式网络控制系统结构,可以实时检测动力电池的各种运行参数:电池SOC、总电压、总电流、单体模块电压、电池包内特征温度;可以根据电池状态进行故障诊断和报警,同时具有热管理功能等;系统参数通过PC进行标定,通过CAN总线与整车其他系统进行通信实现信息共享。系统已经在BK 6121EV纯电动公交客车上安装。实验室和实车试验结果表明:系统电池电压测量精度为1%满足要求,系统各个功能运行稳定、可靠。     

湿热环境下NCM三元锂离子电池热失控分析

从高温热滥用角度出发,对高湿高温环境中三元锂离子电池的热失控行为进行实验和模拟的对比分析.选择荷电量(SOC)为50%的镍钴锰三元锂离子动力电池(NCM523)作为研究对象,利用恒定功率1kW 的电热炉作为外加热源,加热660s后撤掉外热源,进行湿热环境下NCM三元锂离子电池热滥用实验,并利用COMSOL多物理场仿真软件进行数值模拟.结果表明:常湿条件下,环境初始温度的提高,造成热失控发生的时刻显著提前.对于SOC为50%的NCM三元锂离子电池,在相对湿度为50%的条件下,当环境初始温度由20℃增加到40℃时,电池达到热失控的时间提前了20.2%;在室温为30℃条件下,当环境湿度由50%增加到100%时,热失控导致的最高温度增加了37.2%.高温高湿环境将造成NCM三元锂离子电池热失控的危险性显著增加.     

电动汽车锂离子电池荷电状态估算方法综述

电动汽车动力锂电池内部荷电状态估计是电池管理系统状态估计模块的核心,其无法通过仪器直接测量,仅能通过对电池外部电流、电压等参数进行测量并由此估计。准确的荷电状态估计对电池的寿命、容量和安全性管理至关重要。本文综述了用于电动汽车动力锂电池荷电状态估算的主要方法,根据算法差异将其分为传统的基于传感器测量的开路电压法、电流积分法和阻抗法,基于数据驱动的机器学习类算法以及基于模型的卡尔曼滤波器及粒子滤波器算法与融合类算法。深入介绍了不同估计算法的计算原理并由此分析比较了不同估计算法的计算复杂度、计算精度等特点。总结了现阶段锂离子电池荷电状态估算研究存在的问题,指出其研究趋势和未来发展方向将是更具泛化性和更高精度以及更佳实时性的多融合类估算方法。     

基于电池交换的电动汽车充电设施规划方法研究

电动汽车存在充电时间长、行驶距离有限的问题。针对电池交换的充电方式,研究了电动汽车电池交换站及电池配置问题。利用生灭过程理论描述了交通走廊沿线电池交换站的电池交换及其充电过程,建立了换电站运作的随机模型;进而以电动汽车换电成功概率等为约束,建立了以建设成本最小化为目标的充电设施规划模型,并基于拉格朗日方法提出了模型求解算法。研究结果表明,所建立的模型不仅能够计算换电成功概率,还能分析换电成功概率、充电技术进步的影响,实现了满足电动汽车换电成功概率的约束条件下的建设成本最小化的交换站及电池配置。     

平面热管与液冷作用下锂离子电池热管理系统散热特性

锂离子电池的工作温度需要保持在合适的范围内,才能获得更好的性能和更长的使用寿命。本文提出了一种平面热管与液冷相结合的锂离子电池热管理系统,通过搭建的锂离子电池发热功率测试平台确定不同放电倍率下单体电池的发热功率,建立热管理系统三维有限元模型,分析不同放电倍率、冷却液流量及冷却液流动方向对散热性能的影响。结果表明,在3 C放电倍率下,最高温度可以控制在50 ℃以下。与相同进液方向相比,不同进液方向下电池包最大温差降低了17.30%。     

多因素影响下的纯电动汽车电耗算法优化

针对纯电动汽车的电耗预测问题,提出一种考虑环境温度、电池状态和车速等多因素影响的电耗计算模型.首先,基于自主研发的数据采集装置,采集不同城市的纯电动汽车长期行驶数据,作为模型构建的基础;其次,考虑纯电动汽车实际行驶过程中的温度、电池和车速等因素,结合《中国汽车行驶工况》(CATC-LT)道路行驶标准,提出纯电动汽车行驶百公里的电耗模型;最后,对实际复杂环境中的百公里电耗进行优化.结果表明,在多因素影响的行驶环境中,均方根误差在0.83~4.92区间,平均均方根误差为2.00,比传统算法的均方根误差减少了77.1%.     

尖晶石型Li4Ti5O12的合成及其性能

采用高温固相法、溶胶-凝胶法和热聚合法制备锂离子电池负极材料Li₄Ti₅O_12.通过X-射线衍射、扫描电镜显微镜、电化学阻抗和恒流充放电表征产物的结构、形貌及电化学性能.3种方法制备的Li₄Ti₅O₁₂均为尖晶石结构,用高温固相法所得的粉体颗粒较大,而用溶胶-凝胶法所得粉体颗粒最小,其平均粒度在200~350 nm范围内,表现出较好的电化学性能;溶胶-凝胶法制备的样品粉末在0.2 C倍率下首次放电容量为174.5 mAh/g,经过25次循环后容量衰减仅5.7%.     

炭气凝胶微球的制备及在锂离子电池负极材料中的应用

以间苯二酚和甲醛为原料,在催化剂和表面活性剂的作用下经溶胶-凝胶、超临界干燥、炭化等过程合成一种新型的炭气凝胶微球。采 用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、低温氮吸附（BET）和充放电测试等表征了炭气凝胶微球微观形貌、结构和电化学性能。结果表明:炭气 凝胶微球具有纳米网络结构（孔径集中分布在3.5nm左右）,微球直径≤40μm,比表面积为555m²/g。电化学性能表现出很大的首次不可逆容量 损失,这主要与材料大的比表面积有关。但在首次循环后,具有良好的循环性能,循环20次后可逆充电容量为281mAh/g,循环效率达到100％ 。     

Cobalt coordination modified double-schiff-base with low solubility as a long-cycle life anode for sodium-ion batteries

Sodium-ion batteries (SIBs) have been recently considered as an intriguing candidate for next-generation battery systems with their advantages in large-scale energy storage applications. However, the design of electrode materials of SIBs still suffers from severe volume expansion and low capacity caused by the larger ion radius, high re-dox potential and heavy atom weight of Na. Organic electrode materials with structural flexibility have attracted great attention recently for their potential in alleviating volume expansion. However, most organic electrode materials suffer from dissolution in electrolytes and consequent capacity fading during the long-term cycling process. In this work, a method coordinating with Co²⁺ was applied to solve the shuttle effect of H₄salphdc (N, N’-phenylene-bis-(salicylideneimine) dicarboxylic acid). By virtue of the Co²⁺ coordination, the Co(H₂salphdc) electrode delivered a desirable discharge capacity of 123 mAh g^?1 after 1500 cycles at the current density of 200 ?mA ?g^?1, while the H₄salphdc electrode exhibited severe capacity fading. Such excellent electrochemical performance can be credited to the Co²⁺ coordination repressing the electrode dissolution and improving the structure stability.