基于单体锂电池的高增益变换器对比研究

为解决锂电池组中的电池均衡问题,此处提出以单体锂电池作为输入电源,通过高增益DC/DC变换器升压来满足负载电压需求的解决方案。分析了Boost-Flyback和Boost-Forward两种典型高增益DC/DC变换器的工作原理与特性。在单体锂电池的应用方面,对两种变换器进行了比较研究。最后,搭建了变换器样机,实验结果验证了理论分析的正确性。

单体锂电池并联光伏路灯高增益升压电路

光伏路灯电源系统一般采用单体电池串联加DC/DC变换器电路,但单体电池的一致性难以保证,且常规均衡电路均衡能力有限。为解决单体电池不均衡的问题,提出将单体电池串联方式改为并联方式,通过高增益变换器升压来满足负载电压需求。分析了钳位模式耦合电感Boost型与基于耦合电感和开关电容的Boost型高增益变换器的工作原理与特性,并进行对比研究,研制了实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。

一种新型单体共负极锂电池组恒压充电控制策略

为实现2组电池单体共负极新型锂电池串联化成分容的充电控制,设计了一种应用于高压串联分容的双通道恒压模块电路拓扑,并集合串联分容系统工作模式详细分析了电路拓扑的工作状态。同时,提出了一种基于比例-积分-微分(Proportional-Integral-Differential,PID)与零极点补偿相结合的电压电流双闭环控制策略,并通过DSP280025编程实现。在实验室搭建了完善的实验样机,验证所提出电路拓扑和控制策略的可行性。经过测试,锂电池在恒压充电过程中的控制精度可达0.02%,同时充电电流平滑无跳动。

基于单体锂离子的电池安全技术在新能源汽车中的应用研究（英文）

锂离子电池在储能、电动能源等领域应用广泛,但锂离子电池在所应用的新能源汽车领域存在某些方面的安全问题,制约着商业化运用。提出通过单电池组生产和严格的质量控制提高汽车锂离子电池安全系数的具体措施,进一步研究了单体锂离子电池的正极材料、负极材料、隔膜、电解液以及电池壳体等方面的安全保护措施。结果表明:通过合理的系统设计以及克服电池本身的技术缺陷,能使新能源汽车的使用更加安全。

锂电池单体起火燃烧过程仿真模拟

电动汽车火灾事故频发使车用锂电池安全问题受到广泛关注。为研究车用锂电池起火燃烧特性,建立一种基于火灾动力学理论的锂电池单体起火燃烧数值模型,并借助FDS进行模型计算和仿真。以某款车用锂电池单体为研究对象,对该单体在热失控时的起火燃烧过程进行仿真,并进行该单体的热失控实验。与实验结果对比发现,模型准确地模拟出单体燃烧时冒烟、起火、剧烈燃烧、熄灭的火情演变过程,仿真温度曲线揭示了电池热失控时燃烧速度快、火焰强度大、热量爆发集中的特点,验证了模型的可靠性。分析仿真得到的CO2释放速率、CO释放速率、热释放速率和总释放热量等参数随时间的变化曲线,研究结果表明:有效抑制单体热失控及其燃烧蔓延对提高电池包安全性有重要意义。

基于AFFDRLS-AHIF对动力锂离子电池单体SOC估计

针对动力锂离子电池的SOC估计,提出一种带自适应遗忘因子的阻尼递推最小二乘法(AFFDRLS)联合改进的自适应H∞滤波(AHIF)的方法对动力锂离子电池的荷电状态(SOC)估计.建立了磷酸铁锂动力电池单体的戴维南(Thevenin)等效电路模型,以AFFDRLS在线辨识模型参数,以AHIF实时在线估计电池单体的SOC,实现了电池单体的模型参数和SOC的实时联合估计.在Matlab/Simulink中建立了AFFDRLS-AHIF的仿真模型,以估计磷酸铁锂动力电池单体的SOC.根据某电动乘用车分别在NEDC和UDDS工况下的功率需求进行单体实验,测得动力电池单体的电流、电压,并以此作为输入,采用所建立的仿真模型进行动力电池单体的SOC估计;并且与传统扩展卡尔曼滤波法(EKF)和HIF的SOC估计结果比较,结果表明:AFFDRLS-AHIF的估计精度高且鲁棒性好,可以为车辆使用的动力电池SOC估计提供参考.

50Ah LiFePO_4聚合物锂离子单体电池的制备

以LiFePO4、中间相碳微球(MCMB)为正、负极活性物质,制作了50 Ah LiFePO4聚合物锂离子单体电池。过充、针刺的结果表明,单体电池的安全性能较高。不同倍率放电、1.00C循环及不同温度下的放电等结果表明,单体电池的电性能和循环性能较好,能量密度和比能量分别为236.2 Wh/L和134 Wh/kg。

国内外锂电池单体安全性能标准概述

选取部分现行有效的国内外标准,选择常见测试项目进行比对,分析国内外锂电池单体的安全性能标准差异。首先,概述国内外锂电池单体安全性能现行有效标准;其次,对常规测试项目进行侧重点比对分析;随后对锂电池安全性进行分类;最后,对锂电池单体安全使用提出几点建议。

方形锂离子电池热行为集总建模仿真与实验

针对锂离子电池电化学产热机理复杂、热分析建模参数多等问题,引入集总模型思想,建立单体方形电池少参化产热模型。通过大量实验、数据分析,辩识电池热物性参数,获得基于真实物理参数的热行为仿真集总模型。对比单体电池在不同放电倍率下温度场的实验数据和仿真结果发现:在0.2、0.5、1 C恒流放电工况下,集总模型对电池表面温度的预测误差均低于0.55℃,误差率小于1.94%,达到实际工程预测精度要求。该研究结果可为商业化锂离子电池热行为分析提供参考。

圆柱型锂离子电池单体的热失控试验研究

采用电阻丝加热的方法模拟电池因环境温度剧烈变化引发的热失控过程,并进行不同材料体系的圆柱型锂离子单体电池的热失控试验和结果分析。

单体锂动力蓄电池

雷天能源集团研发的锂动力蓄电池,先后在全球26个国家和地区申请了发明专利。

纯电动小客车用锂动力电池温度特性实验研究

本文测试和分析了纯电动小客车用锂动力电池在不同温度下的放电、充电、放电容量、欧姆内阻和表面温升性能,实验结果表明,低温对锂单体电池性能的影响比较显著,锂单体电池在低温下各项性能指标存在变差趋势。为保证锂单体电池的正常使用,建议增设电池包预加热系统以便提升锂单体电池性能。

高温和荷电状态对锂离子电池单体力学响应的耦合影响

针对锂离子电池机械完整性在高温环境下的研究需求,本文对不同荷电状态(SOC)的圆柱型锂离子电池单体进行高温搁置和高温循环处理,并对处理后的电池单体进行径向挤压试验。试验结果表明:高SOC的电池单体经40℃以上的高温搁置后受压时往往会因结构软化而提早发生内短路,搁置温度越高电池抗变形能力越低;高温短期循环会提高电池单体的抗变形能力。

基于自主芯片的锂电池单体管理系统应用研究

设计了一套基于模块级电池管理自主芯片和飞思卡尔8位单片机MC9S08DZ16的锂电池单体管理系统。该系统包括自主芯片和单片机以及硬件和软件,给出了精度、转换时间、温度采集和均衡结果及分析。结果表明,该系统可以在1ms内完成ADC转换,误差可以控制在0.24%之内;同时,系统具有均衡和温度采集功能,芯片达到了应用要求,可以应用于锂电池单体模块级管理系统。分析了该系统的应用,通过多片芯片的级联可以实现对更多锂电池单体电压的采集,所采集的电压可用于电动汽车的电池单体不一致监测及内阻、SOC、SOP估计等。

电动平衡车中锂电池的测试及分析

随着电动平衡车使用量的不断增加,其质量安全问题受到了社会各界的关注。锂电池组及其内部的单体锂电池,作为电动平衡车的电力储能部件,对电动平衡车的质量安全起着至关重要的作用。本文为了更加有效的测试和评价锂电池的安全性能,确保电动平衡车的质量安全,从电安全、环境安全两方面对锂电池样品进行测试和分析。

锂离子电池失效的快速判定

通过锂离子单体电池的循环寿命实验,分析了该电池的充放电电流,电压以及内阻随循环次数的老化特性。研究发现,随着充放电次数的增加,电池在恒流阶段充入的容量占总容量的百分比的变化趋势和电池内阻变化相一致,因此可以根据恒流充电的时间来快速判定电池的衰减程度。

换电模式下动力电池包SOC估算——基于扩展卡尔曼滤波

荷电状态(SOC)是新能源汽车电池包充放电控制策略的关键指标。基于扩展卡尔曼滤波(EKF)算法,提出一种换电模式下动力电池包SOC估算方法:建立电池等效电路模型,标定不同充放电速率和温度下的模型参数;构建扩展卡尔曼滤波流程,将电池使用过程由非线性转化为线性,实现SOC估算。在MATLAB/Simulink平台下,以NCR18650B三元锂单体电池作为研究对象,搭建仿真模型进行验证,得到的SOC估算结果相对误差不超过1%。