磷酸铁锂电池充电后静置的电压预测方法

混合动力电动汽车在行驶过程中的动态充电后静置开路电压不稳定。特别是再生制动充电时开路电压的变化,而导致常用的开路电压法存在SOC估计误差大和混合动力电动汽车动力控制策略难以实施。以磷酸铁锂电池为对象,依据电化学理论分析了其充电后静置过程中正负极表面锂离子扩散对开路电压的影响机理以及开路电压随时间的变化关系。再通过充电后静置实验和参数辨识方法,建立了充电后磷酸铁锂电池静置开路电压预测模型。以此对其充电后静置的开路电压进行了预测实验。结果表明,在实验工况下,该模型的最大预测误差为0.017V。     

光照强度对三种硅太阳能电池特性影响的实验研究

为了充分地利用太阳能,研究了光照强度对三种硅太阳能电池特性的影响。用实验方法对单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池特性与光照强度的关系进行了对比研究,系统分析、比较了三种硅太阳能电池输出功率、开路电压、短路电流、最佳负载电阻、填充因子、最大输出功率、光电转换效率与光照强度的关系。实验结果表明,光照强度对三种硅太阳能电池特性有显著影响且比较复杂。基于本文研究结果,在相关应用中就可以根据具体情况选用合适的硅太阳能电池。     

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.     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

基于筛选配组应用的动力电池综合性能评价方法研究

动力电池作为电力储能和电动汽车的主要动力源,使用时需要串并联成组以满足电压、容量、功率等各方面的要求,而单体电池的综合性能是影响电池配组的重要前提.如何客观准确地评价单体电池性能,已成为当前电池筛选配组和成组应用研究的重点和难点.本文以大容量的能量型动力电池为评价对象,以功率、内阻、容量、极化、放电温升、充电温升、开路电压和自放电率为评价指标,基于德尔菲法分析各因素对电池综合性能的影响程度,给出各评价指标的权重值,基于灰色关联度模型对数据进行归一化处理和关联度测算,构建动力电池综合性能评价模型.以电池的实测数据为例,给出单体电池的评价结果.同时,基于三个不同使用路径下的电池性能评价结果,验证了综合评价方法的可行性.最后,本文提出的单体电池综合评价模型也为电池的成组使用提供了配组依据.