磷酸铁锂电池在电力应用中输出电流异常状态监测方法

为实现电池电流的高精度监测,提出磷酸铁锂电池在电力应用中输出电流异常状态监测方法。利用电流传感器采集磷酸铁锂电池输出电流信号并对信号进行转换,利用扩展卡尔曼滤波技术降噪处理并进行归一化,进而修正信号误差,提取电流异常特征,识别异常状态。实验证明,该方法的漏检率在1%以内。

不同正极材料锂离子电池并联性能研究

以实验的形式研究了不同正极材料体系(锰酸锂与三元)的两种电池(22650/2000mAh,18650/1 400mAh)并联充放电性能。实验结果证实,虽然电池各自额定容量差异较大,但在并联充放电过程中其各自单体的电压差异较小。电流差异会随着并联单体的状态有所不同,但并联时均能实现并联单体全部满充满放,且单体间无相互充电的现象发生,单体间通过调整各自电流大小也能实现自我均衡。

SOC不一致的电池并联性能研究

从实验角度考察了当SOC状态不一致的两电池(0%/100%)并联时并联搁置阶段、放电阶段以及放电结束后静置阶段的干路电压及支路电流变化情况。并比较了并联充放电与单体单独充放电的放电容量间的差异。实验结果表明:当开路电压相差较大时,其接触时的瞬间电流非常大,此情形可能会对电池造成伤害,因此应尽量避免开路电压相差较大的电池直接并联;在并联搁置时,电压较高的电池会对电压较低的电池进行充电,起到自我均衡的作用;并联恒流放电过程中,经过并联单体的支路电流不断变化;并联放电结束后,两电池之间仍然在相互充电以达到电压平衡;无论并联整体放电还是并联后单体单独放电,其容量均与单体独自放电容量相当。SOC不一致电池并联不会对容量产生不利影响。

SOC不一致的电池并联性能研究

此文从实验角度考察了当SOC状态不一致的两电池(0%/100%)并联时并联搁置阶段、放电阶段以及放电结束后的静置阶段的干路电压及支路电流变化情况,并比较了并联充放电与单体单独充放电的放电容量间的差异。实验结果表明:当开路电压相差较大时,其接触时的瞬间电流非常大,此情形可能会对电池造成伤害,因此应尽量避免开路电压相差较大的电池直接并联;在并联搁置时,电压较高的电池会对电压较低的电池进行充电,起到自我均衡的作用;并联恒流放电过程中,经过并联单体的支路电流不断变化;并联放电结束后,两电池之间仍然在相互充电以达到电压平衡;无论并联整体放电还是并联后单体单独放电,其容量均与单体独自放电容量相当。SOC不一致电池并联不会对容量产生不利影响。

不同使用程度的电池并联性能研究

从实验角度考察了不同使用程度的两电池(未使用的新电池/已循环252次的旧电池)并联时充电阶段、放电阶段的干路电压及支路电流变化情况,并比较了并联充放电与单体单独充放电的容量和容量保持率的差异。实验结果表明:两个不同使用程度的电池并联时,并联充放电容量与单独充放电容量相当。并联充电时,虽然之前是恒流阶段,但各支路的电流并不相等,支路电流的大小与各自充电接受能力的强弱有关。恒流放电过程中,干路电流虽然恒定,但经过并联单体的电流是不断变化、互相竞争的。并联时,其整体的容量保持率要优于单独放电的平均容量保持率,尤其对内阻大、极化大的旧电池,其延缓衰减的作用明显,因此从容量和容量保持率上来看并联使用基本无不利影响。

动力型锂离子电池的安全性及可靠性分析

随着锂离子电池在新能源动力领域应用的不断扩大,其可靠性和安全性分析已成为整个行业的一个重要课题。对可靠性和安全性进行有效分析在评估锂离子电池的性能方面起着重要作用。本文介绍了动力型锂离子电池的特点、不同条件下锂离子电池的失效模式、可靠性和安全性的分析及应用等内容,希望对锂离子电池的安全性及可靠性分析研究起到一定作用。

电动汽车锂离子电池拆解及梯次利用的经济分析

本文通过对电动小货车用动力锂离子电池组的分析,研究了从电池组到电芯的整个拆解和分选过程以及各步骤所需的成本。同时,从电池组,模块及电芯三个层级分析了不同等级梯次利用的成本和优缺点。结果表明,电池拆解过程中成本最高的环节是从模组拆解为电芯,占整个拆解成本的34.05%;电池组层级梯次利用的成本最低,为5.97元/kWh,但应用范围有限;电芯层级梯次利用的成本最高,为16.31元/kWh,但可靠性和灵活性较好。通过对电池拆解和梯次利用的经济性进行分析,有助于研究梯次利用的经济可行性。

不同容量的电池并联性能研究

该文从实验角度考察了容量不同的两电池(4000mAh/3500mAh)并联时充电阶段、放电阶段的干路电压及支路电流变化情况。并比较了并联充放电与单体单独充放电的容量和电压的差异。实验结果表明:两个不同容量电池并联时,并联充放电容量与单独充放电容量相当,即并联充电依然可将并联的各个电池充满。两个不同容量电池并联时,虽然容量不同,但是充电时均能同时充满,在整个并联充电过程中不存在一个电池先充满后再对另一电池充电的现象。两个不同容量电池并联充电时,虽然之前是恒流阶段,但各支路的电流并不相等,支路电流的大小与各自充电接受能力的强弱有关。不同容量电池并联恒流放电过程中,干路电流虽然恒定,但经过并联单体的电流是不断变化,互相竞争的。不同容量电池并联使用与单独使用相比,从容量上来看基本无不利影响。

一种新的充电方案对锂电池组循环性能的影响

分别对A、B两组36V10Ah磷酸亚铁锂锂离子电池组进行传统充电方案与新的充电方案交叉的循环性能测试,通过不同方案下的循环前后容量对比可以发现,新的充电方案可以在一定程度上提升电池组的循环性能,对于单体性能差异较大的电池组,其改善效果尤为明显。通过实验发现,电池组循环性能的衰减主要是由于电池组整体的差异性而使得充电容量衰减,而非单体性能的下降。另外,通过对电池组中3个单体进行单独放电而故意加剧电池组间单体电池荷电状态失衡,从而模拟实际使用过程中可能会出现的单体间自放电率差异较大的情形。在此种状态下,新的充电方案可以通过10次的循环过程将电池组容量恢复至正常水平。因此,新的充电方案可以有效地均衡电池组间单体容量差异,从而避免使用过程中由于单体间自放电差异的存在和累积而导致电池组寿命的急剧缩短。

不同类型锂离子电池在UPS工况下的适应性分析

本文考察了磷酸铁锂、三元(NiCoMn)、锰酸锂三种正极体系的锂离子电池在模拟UPS使用工况下的容量变化情况。磷酸铁锂样品在经历了28个模拟UPS循环周期后,其容量保持率为95%左右;三元锂样品在前5个周期循环后,容量保持率下降至89%,28个模拟UPS循环周期后的容量保持率为84.6%;而锰酸锂样品在2个循环周期后直接报废。结论,在UPS工况下,磷酸铁锂电池适应性最佳,三元锂电池也可应用,但其容量会随着循环次数的增加而下降,锰酸锂电池的适应性最差。

LiFePO_4电池空电态与满电态搁置性能研究

考察了LiFePO4电池(10Ah)单体在空电与满电态两种荷电态下搁置半年时的性能。实验结果表明:搁置后空电态样品并未出现预期可能出现的亏电现象,反而仍能放出电量,且可恢复容量还要高于搁置前容量;而满电态样品容量有所衰减,但最大衰减容量也仅为300mAh,其不可逆容量损失也不到200mAh。从剩余容量与不可逆容量看,空电态比满电态下搁置更有利。在20次的循环二种状态下搁置半年后的样品容量保持率相当,搁置后的循环性能还有待进一步验证。

充电SOC对磷酸铁锂电池寿命的影响

考察不同充电SOC（荷电状态State of Charge的缩写）下的磷酸铁锂电池循环性能。实验结果表明：磷酸铁锂电池的循环寿命与SOC的变化规律与预期一致,均是随之着SOC的降低,循环寿命显著提升;如将100%SOC下的循环寿命定为1,则90%SOC为1.42,80%SOC为2.98,60%SOC为6.62,50%SOC为12.28,30%SOC为19.44;100%-30%SOC的相对寿命变化率可分为4个阶段,1阶段：100%-90%SOC,变化斜率0.42;2阶段：90%-60%SOC,变化斜率为1.56;3阶段：60%-50%SOC,变化斜率为5.66;4阶段：50%-30%SOC,变化斜率为3.58。

多个电池串并联性能研究

该文从实验角度考察了6并13串的电池组逐步减少并联数目时的放电截止电压、放电容量以及容量衰减率的差异变化,并对比了6并13串的电池组与单体的循环寿命,认为多并多串电池组的寿命可能会优于其组成单体的寿命。