全固态锂电池研究进展

 电动汽车、大规模储能和微型器件等领域的发展要求不断提高现有二次电池的能量密度、功率密度、工作温度范围和安全性。全固态锂电池作为最具潜力的电化学储能装置,近年来受到广泛关注。本文阐述了全固态锂电池的优点,即固态电解质的使用有助于提高锂电池安全性、能量密度和功率密度,拓宽电池工作温度范围和应用领域;指出了作为全固态电池关键材料的固态电解质应满足的要求,并在此基础上分别讨论了聚合物电解质和无机固态电解质（特别是硫化物和氧化物）的优缺点;介绍了固态锂电池的3 种结构类型,即薄膜型、3D 薄膜型和体型,综述了全固态锂电池从薄膜型向体型发展的历史进程及现状,并在此基础上讨论了全固态电池最终实现安全性、高能量密度和功率密度仍需解决的固态电解质材料方面问题。     

蓄电池剩余电量的模糊预测

在分析铅酸蓄电池剩余电量预测方法的基础上,实现了一种基于蓄电池电动势和内阻的电量模糊预测方法.根据蓄电池电动势与电量的实测数据,拟合出一个经验方程,作为电量预测模型的负反馈环节,从而提高了模糊控制器的精度与稳定性.仿真结果表明,该方法有效可行.     

镍-氢电池充放电过程中的化学物理现象及机制

用X射线衍射等方法分析了MH/Ni电池电极过程中电极活性材料β-Ni(OH)₂和AB5合金的精细结构和微结构的变化,并把其与电池性能联系起来,从而揭示了充放电过程的物理现象和物理机制.分析发现：MH/Ni电池的物理导电机制是氢离子在正负极间的定向迁移和运动,氢离子是由氢原子离开和β-Ni(OH)₂来提供,而不是由β-Ni(OH)₂→β-NiOOH的相变来提供.     

基于随机抽样参数辨识的动力锂电池组仿真模型构建

为解决多电芯电池组建模过程中电池参数辨识大量耗时的问题,根据电池组中各单体电池参数呈正态分布的特点,提出一种基于统计学方法和最小电动势的复合电池组建模方法.该方法首先随机抽取电池组中部分单体作为样本,利用脉冲充放电实验和最小二乘辨识方法对样本电池进行参数辨识;然后以样本电池参数的平均值和方差代表电池组的参数特征进行电池组模型构建;最后基于Simulink平台进行计算机仿真实验,并对比实际充放电实验数据.结果表明,两者的端电压误差在0.05 V以内,相对误差1.5%,验证了所提方法的有效性.     

计及能耗经济性和电池寿命的PHEV能量管理策略优化

针对一款混联式双电机插电混合动力汽车,建立了整车动力学模型和电池寿命衰减模型,同时为反映电池温度对电池寿命的影响,建立了电池温度模型;考虑能量管理控制对能耗经济性和电池寿命衰减的影响,制定了一种多模式逻辑规则能量管理策略,并分析了控制参数变化对能耗经济性和电池寿命的影响。建立包含等效油耗和电池寿命衰减的多目标优化模型,基于多目标改进遗传算法对能量管理策略控制参数进行优化,优化结果表明：基于本文插电式混合动力汽车能量管理策略的优化方法得到的控制参数Pareto最优解集兼顾了插电式混合动力汽车的能耗经济性和电池寿命,可以得到多组不同的控制参数优化解,为能量管理策略的设计应用提供了多种可供选择的方案。     

2019年清洁能源开发热点回眸

 清洁能源开发研究在2019年继续保持火热的发展劲头,取得了一系列丰硕的研究成果。小分子催化转化研究为实现清洁能源融合发展,能源系统零排放持续发力;太阳能电池的稳定性和效率突破不断,燃料电池技术逐渐完善以及大数据与机器学习引入锂电池领域进一步促进新能源汽车时代的到来。本文评述了小分子催化转化,太阳能电池、燃料电池、锂电池及生物质能等能源技术在2019年取得的一些进展,并对目前清洁能源的发展状况进行了分析与总结。     

锂电池膨胀力及位移测试试验台的开发

为了测试充放电过程中锂离子电池膨胀力及膨胀位移,本文拟开发相应的测试试验台。该实验台由充放电系统、环境控制系统、测试系统、数据采集系统等四部分组成。为了模拟电池对测试装置响应,提出了一种表征充放电过程中锂电池热-机-电耦合作用的等效方法。基于开发的试验台,测试不同放电倍率下电池膨胀位移-SOC曲线及电池膨胀力-SOC曲线,使基于温度-电流电压-力的电池管理系统的开发成为可能。     

一种便携式自动售卖药箱控制系统的设计与仿真

设计了一款实时监测电池电量和药品数量的便携式自动售卖药箱控制系统。该系统主要由蓄电池、压力传感器、信号采集与传输、主控单元、cat1等模块组成,主控单元通过采集压力传感器的输出电压和电池电压来判断药箱的电池剩余电量和剩余药量,并通过cat1模块将结果发送给经营者。并采用LabVIEW与Multisim联合技术对该系统进行仿真,仿真结果表明该系统能够有效地完成对电池电量和药品数量的实时监测,同时具备上货和系统异常关闭的功能,可有效应用于便携式自动售卖系统中。     

改性球形微晶石墨用作锂离子电池负极材料的研究

为了改善用作锂离子电池负极材料的球形微晶石墨的电化学性能,采用液相浸渍工艺在石墨颗粒表面上包覆一层树脂炭.结果表明:经包覆后,石墨颗粒表面更为光滑,其首次充放电循环效率从包覆前的81.0%提高到了92.7%,且首次可逆比容量也有所增加.     

纯电动汽车动力匹配计算与仿真

针对电动汽车设计动力性能指标,从车辆动力学出发建立了驱动电机功率计算模型,给出了系统传动比、最高车速、加速时间等电动汽车动力性能采参数计算一般公式。结合开发实例进行电动汽车动力电池匹配优化,并在Matlab/Simulink下进行系统续驶里程仿真计算,仿真结果表明,系统动力特性满足整车的动力性能设计要求。