锰酸锂正极锂离子二次电池纯电动汽车的研制

以100Ah的锰酸锂锂离子二次电池锂离子电池组和30kW交流电机组成了动力系统,研制了MGL6486EV电动汽车。电池组的电压为304V,能量为37kWh,电池组采用了智能管理系统(BMS)和均衡系统。电动机采用全数字适量控制,并具有刹车能量回收和防溜车功能。在充电时智能充电机始终与BMS保持通信联系,以保证电池组安全快速充电。车辆最高车速可达117km/h,0~50km/h加速时间为6·80s,50~80km/h加速时间为7·34s,爬坡度超过20%,续驶里程为204km,百公里耗电仅为19kWh。到目前为止该车辆已运行5万多km。     

提高锂离子电池储存性能的新方法

储存是锂离子电池经常要遇到的情况,对其性能变化规律的把握有助于加深对相关机理的认识,从而为动力电池的设计提供技术思路. 本文对比研究了LiCoO2/MCMB体系锂离子电池经一新方法处理后的储存性能得以大幅度改善的原因,同时结合SEI演化模型预测了长期储存性能.     

锰酸锂正极锂离子二次电池纯电动汽车的研制

以100Ah的锰酸锂锂离子二次电池锂离子电池组和30kW交流电机组成了动力系统,研制了MGL6486EV电动汽车。电池组的电压为304V,能量为37kWh,电池组采用了智能管理系统（BMS）和均衡系统。电动机采用全数字适量控制,并具有刹车能量回收和防溜车功能。在充电时智能充电机始终与BMS保持通信联系,以保证电池组安全快速充电。车辆最高车速可达117km/h,0～50km/h加速时间为6.80s,50～80km/h加速时间为7.34s,爬坡度超过20%,续驶里程为204km,百公里耗电仅为19kWh。到目前为止该车辆已运行5万多km。     

锂离子电池组聚类筛选低温混合预热系统建模与热分析

低温导致锂离子动力电池性能衰减加速、寿命缩减、形成锂枝晶,甚至造成内短路等严重问题,因此预热已经成为电动汽车在低温地区应用的关键问题。此外,电池单体间一致性对电池组整体性能及老化有重大影响。采用聚类分析对锂离子电池单体进行筛选成组,并提出一种附有PTC加热膜和液冷板的混合电池热管理系统,通过计算流体力学建模和数值计算对此系统在-40 ℃环境下的预热效率进行分析。结果表明：对初始方案进行优化后,经过695 s预热电池组最低温度可加热至0℃以上;此外,与纯PTC加热方法相比,电池组温度标准差可降低5.9℃。因此,此系统可在无过多功耗增长的前提下,短时间内高效地将电池组加热至工作状态,预热速度为3.56 ℃/min,且能提升温度均匀性。     

锂离子电池电化学建模及其简化方法

通用的锂离子电池精确电化学模型———准二维模型存在两个主要的数值问题: 状态量过多，计算复杂，导致难以实时应用。为此，搭建了电池的一维模型，用 Laplace 变换将模型转化到频域求解，将固相锂离子的径向扩散表示为无维度的导纳形式，通过降维解决了状态量过多的问题。针对超越方程，使用 Padé 近似做进一步化简以降低计算复杂度，设计了基于 Laplace 变换和 Padé 近似的锂离子电池简化一维模型。通过分析模型的复杂度，并采用不同放电电流工况验证该模型，比较了该模型与精确模型的浓度分布与端电压。实验结果验证了该模型的误差维持在 40 mV 以内，在降低计算复杂度的同时保持了较高的精度。     

电动汽车锂离子电池组不一致性分析

锂离子电池不一致性是影响其使用的重要指标,为分析锂电池的不一致性,对8Ah锂离子电池组进行常温下1C,2C、3C,4C充放电实验。实验结果显示：锂电池组的不一致性比较明显;提出了一种基于锂电池纽整体离散度和单体离散度分析锂电池纽不一致性的方法。     

软包装锂离子电池性能研究

研究了以塑料包装取代金属外壳所实现的新型软包装锂离子电池的电化学性能.从软包装锂离子电池的倍率放电性能、电池的高低温放电能力和充放电循环稳定性等方面的研究表明,软包装锂离子电池具有良好电化学性能.软包装锂离子电池既不同于金属外壳锂离子电池,也不同于聚合物锂离子电池,是锂离子电池的一种新型设计.     

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LiFePO4基锂离子电池用低温电解质展望

橄榄石型磷酸铁锂（LiFePO₄）正极材料因其成本低、环境友好、安全性高而被看好,并被作为高性能的锂离子电池正极材料广泛应用于商用电池。目前,LiFePO₄/C二次电池以其良好的热稳定性、稳定的循环性能和较低的室温自放电率被广泛用于电子产品、汽车动力电池以及其他与场合相关的应用。然而,当基于磷酸铁锂的电池在寒冷气候下运行时,其应用受到严重限制。这一结果是由于Li+在电极内的传输能力大大降低,特别是导致电解质的电化学容量和功率性能急剧下降。因此,低温电解质的设计对于磷酸铁锂电池的进一步商业应用非常重要。本文回顾了导致磷酸铁锂电池低温性能不佳的关键因素以及低温电解质的研究进展。特别关注电解质成分,包括锂盐、助溶剂、添加剂和新电解质的开发。还分析了影响阳极的因素。最后,根据目前的研究进展,总结了一些观点,为提高未来低温下LiFePO₄/C商业电池的实用性提供合适的改性方法和研究建议。     

电动汽车锂离子电池组参数辨识与SOC估计

针对电动汽车用锂离子电池组,提出了一种能修正初始误差的荷电状态估算方法,即采用扩展卡尔曼滤波与安时积分的组合算法.在分析电池各种等效电路模型优缺点的基础上,选用具有双阻容并联网络的PNGV改进型电池模型,并以某锂电池为实验对象,对其进行模型参数识别.然后依据电池模型建立电池的非线性状态空间方程,并对电池开路电压与SOC的关系进行多项式拟合.恒流脉冲放电和ECE15工况下的两种实验均表明,文中算法可有效修正SOC的初始误差,并能保证估算精度.     

锂离子动力蓄电池充放电基本性能的研究

为了考察锂离子动力蓄电池应用于电动汽车的可行性 ,本文以MCMB和LiCoO2 为正负极材料 ,自行设计组装了 5A·h、2 5A·h和 50A·h的方形层叠式锂离子动力蓄电池 ,用恒电流限电压充放电方法研究了其在不同电流下的放电行为和荷电保持能力 .研究结果表明 :以0 .2C倍率、10 0 %DOD放电时 50A·h电池的质量比能量和能量密度可分别达到 10 7.4W·h/kg和 185.1W·h/L ,已经超过了美国电池先进联合体 (USABC)规定的动力蓄电池的中期开发目标。 5Ah电池的 1C倍率放电容量可保持 0 .1C倍率放电容量的 79.35% .电池的荷电保持性能良好 ,日平均自放电率小于 0 .32 4 % /d ,开路电压月下降只有 0 .1V左右     

基于真实数据的电动汽车锂电池故障检测方法

当电池的异常特征不明显时,传统的电动汽车电池系统故障检测方法很难进行早期故障检测。当前大多方法都是基于实验室条件下的测试数据进行研究,利用电动汽车实际运行数据的研究较少。为解决上述问题,提出一种基于真实数据的电动汽车电池系统内短路故障在线检测方法,通过经验模态分解提取分解后的电压残差值作为故障特征,结合香农熵权重法,以每个采样点的香农熵的冗余度作为权重,对串联电池系统中各电芯单体进行评分,结合改进Z-分数,实现对串联电池组的故障检测和定位。利用真实车辆数据进行验证并与阈值法和相关系数法进行比较,验证了该方法的有效性。结果表明,所提出的方法计算成本低、可靠性高,能够在线应用,不需要精确的模型且无需针对不同型号车辆的得分阈值进行试验,降低了试验成本。     

电动汽车动力电池健康状态在线估算方法

针对电动汽车动力电池SOH(state of health)的估算问题,提出一种可以在线运行的有效估算方法.其优势在于仅依托电池管理系统实时测量电压、电流等数据,无需离线电池寿命衰退曲线及电池的初始状态,因此更符合电动汽车对于SOH估算问题的实际需求.在电池恒流充电模式下,以Thevenin及OCV-SOC模型为基础,构建以时间和SOH为隐变量的电池模型.基于此电池模型,提出利用NLS(nonlinear least square)初始化GA搜索范围的快速求解算法进行在线参数辨识,得到电动汽车实时的SOH估计值.验证结果表明SOH估计算法具有较好的实用性及较高的估算精度.     

城市电动汽车铅酸蓄电池温度的计算分析

铅酸蓄电池是电动汽车常用的供能装置之一.适合的工作温度范围是蓄电池获得最佳性能和延长使用寿命的重要因素.为了设计蓄电池热管理系统需要,建立了蓄电池生热和散热综合导致的温度变化的计算模型,设定了蓄电池一定的工作环境,以电动汽车城市驾驶循环为负载,计算并分析了不同初始条件下蓄电池的温度变化过程.结果显示,在没有加热或散热的情况下,蓄电池工作温度难以保持在合适的工作温度范围,必须为蓄电池的正常使用设计相应的热管理系统.     

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.     

电动汽车动力性与能耗经济性参数灵敏度分析

建立了电动汽车动力性和能耗经济性的计算数学模型.根据该模型提出了汽车总质量、传动系机械效率、滚动阻力系数和空气阻力因数等参数对电动汽车动力性和能耗经济性影响程度的参数灵敏度计算方法,并对某电动汽车的动力性和能耗经济性进行了参数灵敏度分析.分析结果表明:传动系效率的取值对最高车速、加速时间、加速能耗的影响均较大.研究结果为电动汽车动力系统的参数设计与优化,改善纯电动汽车的动力性和能耗经济性提供了依据.     

全电游船锂电池组健康诊断平台

为了实时监测全电游船锂电池组的运行状态,基于阿里云服务器,采用Web浏览器、4G通信以及数据库管理等应用技术,建立基于模糊神经网络的锂电池组状态诊断模型。同时开发出集监视、通讯以及控制管理为一体的全电游船锂电池组的健康诊断平台,实现对锂电池组健康状态的自动化诊断。实船测试结果表明:平台运行稳定,对电池组的运行状况监测和健康状态诊断迅速准确,达到预期目标。     

锂离子电池

介绍了锂离子电池工业发展概况,及其在电能利用和电池工业中的地位。综述了锂离子电池在“3C”(portable computer,communication and consumer electronics)市场,电动汽车和航空航天及军事等重要应用领域的市场状况、研究热点及研究方向,并介绍了国外政府资助各大电池公司所进行的锂离子电池研究项目。有助于理解锂离子电池的未来发展方向。     

电动汽车动力电池组液冷散热优化

电动汽车动力电池在充放电过程中快速产生大量的热量,开展高效散热设计有利于提升电池组工作效率及其安全性。采用冷板和电池组相结合的方式进行电池组液冷散热设计,以50℃作为临界最高温度进行研究,结果表明冷板与电池组采用侧面侧方布置时电池表面平均温度最低,温度均匀性较好。满足散热设计对应的相间侧向所需质量流量最小且为0.05 kg/s,而相间上向模型的压降最小。因此,电池组散热设计时可优先选择电池单体与冷板相间布置的结构。     

混合动力镍氢动力电池参数辨识

为实现电池SOC(State of Charge)的精确估计与提高电池模型的精确性,采用等效电路模型PNGV电池试验手册中的标准电池模型,基于辅助变量法和最小二乘法相融合的方法提出了混合动力镍氢动力电池在线参数辨识方法,并利用MATLB/SIMULINK建立电池模型.仿真分析结果显示,所建立的电池模型电压最大误差为4....