锂电池与燃料电池混合观光车动力系统的优化设计

为了解决传统电动车续航焦虑的问题,对燃料电池观光车进行了功率匹配设计与仿真验证,提出了一种功率跟随型能量管理策略。对比了纯锂电池观光车(LI)、纯燃料电池观光车(FC)、LI与FC的混合动力观光车(LI-FC)的输出特性,并仿真试验。结果表明:LI-FC的爬坡度与纯锂电池观光车不相上下,续航里程较纯锂电池观光车提升了15%,等效氢耗较纯锂电池观光车减少了53%,动力电池荷电状态(SOC)能保持在0.5~0.9之间稳定工作,燃料电池也会在额定工况与怠速工况下稳定切换。因此,燃料电池锂电池混合动力观光车具有这3种观光车中最优续航能力、较好的使用经济性、最好的使用稳定性,燃料电池与动力电池都能在期望工况下稳定工作,有较好的竞争力。

混合动力在中型海洋救助船上的应用

以我国电力推进中型海洋救助船为研究对象,研究串联式混合动力模式在该船型上的应用技术和应用效能,优化全船的电站配置,使其在综合工况下的柴油机负荷率更为合理。应用结果表明,对于工况复杂的救助船而言,混合动力模式具有较好的应用场景,通过合理地为该类型船配置混合动力系统,能有效提升其柴油机运行效率,起到降低污染物排放,减少柴油机运行时间的效果。

基于NEDC的氢-锂电池混合动力系统性能仿真

设计氢燃料电池-锂电池混合动力系统,利用AVL-CRUISE软件构建整车动力系统模型,基于新欧洲行驶测试循环(new European driving cycle,NEDC)对氢燃料电池各主要部件功耗、氢燃料电池性能、锂电池性能、氢燃料电池进气流量进行仿真验证系统的经济性和合理性。结果表明:NEDC全工况下,各部件中空压机的功耗最大,且与车速正相关;全工况耗氢量为0.089 kg,总行驶里程为10.926 km,耗氢量较低,经济性较好;氢燃料电池堆内工作温度为66~77℃,符合60~80℃的温度要求;锂电池在城市工况输出功率占比大于郊区工况输出功率占比;氢气过量系数为1.1~1.5,满足动力系统不同功率输出要求;实际空气流量与设定目标接近,控制效果较好。

某常规动力船改造成混合动力船的电池舱布置设计

本文以某常规动力远洋运输船改造成混合动力船为例,较为详细地介绍了影响电池性能的各种因素及电池舱布置要求,结合ABS船级社关于锂电池使用相关规范,对该船改造成混合动力船的电池舱布置提出一种布置设计方案。

“氢”装上阵——全球首台(套)满足产业化标准的氢燃料与锂电池混合动力矿用车诞生记

9月21日,国家电投集团内蒙古公司南露天煤矿(以下简称“南露天煤矿”),一辆大型蓝色矿用车正在接受测试。这辆标注着“NTH150”代码的“巨无霸”,就是即将交付使用的新型氢燃料与锂电池混合动力矿用车(以下简称“氢燃料矿用车”)。

锂电池在混合动力船舶制动能量回收中的应用研究

针对传统电力推进制动过程中对直流母线电压的影响,制动电阻消耗全部制动能量造成浪费的问题,文中在研究了混合动力船制动回馈机理的基础上,采用锂电池作为制动能量的储能装置,通过双向DC-DC变换器为混合动力船舶提供推力或吸收制动过程的暂态能量,分析锂电池储能系统充放电控制策略,搭建仿真系统。结果验证了锂电池储能系统能够维持直流母线电压稳定,制动能量得到回收。

混合动力车用锂电池液体冷却散热器结构设计

通过建立锂电池的热模型,分析了锂电池在不同倍率放电时的发热量。在液体冷却方式下对锂电池组进行了散热设计,模拟散热器在电池组1 C、3 C、5 C放电时流体温度和流量变化情况下的散热性能。仿真结果表明:采用液体冷却能有效降低电池组温度,电池之间的温度一致性好,但在大倍率放电时,单体电池内外温差比较大;而在不同工况下通过改变入口质量流量和优化设计,可以减小电池内外温度差,使电池工作在合理的温度范围内。

混合动力车用锂离子蓄电池的研究进展

环境污染和能源危机是现在和未来一段时期内人类面临的两大课题，而汽车的大量普及又是造成环境和能源问题的主要原因之一。混合动力车（HEV）的出现可部分解决上述问题，因而受到政府、汽车制造商和科技工作者的高度重视。世界各国积极支持HEV的研发，电池厂商、汽车制造商纷纷提出HEV商品或概念车，逐步形成了HEV新市场，至今HEV的年销售量已接近40万辆。

混合动力汽车用锂离子动力电池技术进展

锂离子动力电池具有比功率大、比能量高、使用寿命长、工作范围宽等特点,在混合动力汽车中得到了越来越广泛的应用。介绍了混合动力汽车用锂离子动力电池材料与制备、电池参数与动力电池组均衡等技术。综述了混合动力汽车用锂离子动力电池技术的发展趋势。

法国Saft锂离子电池储能系统将用于新型混合动力铺缆船

法同Sail公司是全球领先的高科技工业电池的设计开发及制造商，其锂离子电池技术在航天和国防领域是世界领导者，并致力于将先进锂离子技术应用于能源储备、交通运输和无线电通讯网络等领域。

燃料电池／锂电池混合动力控制系统设计

针对燃料电池动态响应上的不足,在原有峰值电流模式PWM开关电源系统基础上,设计了一套新型的质子交换膜燃料电池/锂电池混合动力控制系统,并在Simulink仿真平台上,建立了控制系统的仿真模型。为了改善燃料电池输出电流纹波和延长燃料电池使用寿命,采用两相交错并联BUCK变换器结构,详细分析了控制系统的工作原理和控制方法。仿真验证了所设计的混合动力能量管理控制系统在脉冲功率需求下控制策略的有效性。

基于LMS AMESim的车用燃料电池-锂离子动力电池混合动力系统能量管理仿真

基于20kW燃料电池电堆及燃料电池测试系统,获得燃料电池极化曲线及氢气消耗量曲线;基于锂离子动力电池充放电系统,获得锂离子动力电池输出电压曲线.将试验所得数据导入到LMS AMESim软件中,分别构建燃料电池及锂离子动力电池模块,同时,构建仿真平台其他所需模块并搭建DC/DC变换器模型,建立燃料电池-锂离子动力电池混合的动力系统仿真平台.依据不同动力源的各自特点,引入能量控制策略,对该混合动力系统进行模拟仿真.在所选定新欧洲驾驶循环(new European driving cycle,NEDC)工况下仿真结果表明,该混合动力系统可以满足车辆在所选定工况下的动力需求.DC/DC变换器可提升并稳定燃料电池输出电压跟随母线电压,并通过对电流的分配进行功率在不同动力源之间的分配;燃料电池输出功率在合理范围之内,并取消燃料电池在低功率下的工况,从而保护燃料电池,延长其使用寿命;锂离子动力电池荷电状态(state of charge,SOC)始终保持在合理范围内,未出现过充或过放情况.研究结果可为搭建混合动力试验平台及整车搭载匹配提供理论依据及参考.

混合动力车用锂电池相变材料-空气耦合散热

针对混合动力车用锂电池运行过程中的升温对混合动力车使用性能及安全性的影响,对相变材料-空气耦合散热结构进行设计及性能分析。建立了电池组及散热系统三维模型,并应用Fluent软件对散热结构的不同方案进行了数值模拟。通过对模拟结果进行分析,发现直接传热散热方案的温度控制效果更佳,且可通过增大翅片间距来简化结构。结果表明该结构可达到以较简单的结构、较低的能耗将电池组温度控制在合理范围的目的。

混合动力客车锂离子电池组散热分析与优化

针对某客车集团一辆插电式混合动力客车在实车实验时出现的锂离子动力电池组温度过高的问题,在AMESim软件中搭建了该客车锂离子电池组的串联风冷散热模型,得到了锂离子电池组的实时温度变化情况,分析了电池组温度过高的原因,提出优化该客车原有电池组散热结构的必要性;针对原因进行散热结构的优化设计,利用Fluent软件仿真分析锂离子电池组的温度场和速度场,验证优化效果。结果表明所提出的优化方案能够解决本客车出现的散热问题,达到良好的散热效果。

锂电池/超级电容混合动力系统及控制策略

混合动力轻轨车(Hybrid Light Rail Vehicle,HLRV)以锂电池作为主动力源,超级电容作为辅助动力源,具有良好的技术性与经济性。提出锂电池与超级电容分别通过Buck/Boost双向变换器并联于直流母线侧的储能主电路结构,以实现功率的双向调节并提高超级电容器利用率。为了提高系统输出功率以及减小电流纹波,采用三相交错并联结构。针对锂电池响应速度慢的问题,提出了超级电容响应负载变化,锂电池响应超级电容低频分量的间接功率控制策略。仿真结果验证了该系统以及控制策略的正确性。

动力锂电池与电力推进船舶发展分析

文章通过对主要类型锂离子电池技术指标和特性进行梳理,研究了锂离子电池的热管理技术、安全性、火灾消防技术等应用重点环节的技术要点,分析了锂电池在船舶动力系统中的作用及全电池动力系统和混合动力系统的技术特点,为应用锂电池的新能源船舶研发提供参考。最后介绍了目前国内外应用储能电池动力船舶的多个典型案例,简要阐述了各个案例中的船舶核心参数和主要特点,总结了当前电池动力船舶的主要应用船型、锂电池类型、应用市场及政策、规范现状,认为锂电池动力船舶的发展前景光明,但在相关政策和船舶规范研究方面尚需进一步完善。

混合动力飞行汽车建模与性能仿真分析

飞行汽车作为未来立体交通的重要运载工具,具备垂直起降和巡航功率切换的能力,增程式混合动力飞行汽车结合了动力电池和燃气轮机的优点,能更好地满足城际交通的能源需求。目前研究主要涉及飞行汽车气动特性分析、交通网规划和推进系统建模等方面,但缺乏关于飞行任务参数对混合动力系统最优配置以及相应飞行任务经济性的定量描述的研究。本文选用1000~3000kg量级的混合动力飞行汽车作为研究对象,分析对比了上述飞行汽车在不同功率等级燃气轮机发电装置配置下,在60~360km航程下的任务经济性及有效载荷占比。结果表明,航程在120km以上的飞行任务飞行的平均成本有极小值,此时的燃气轮机功率在巡航功率附近;同时,飞行汽车的有效载荷占比与燃气轮机功率等级呈正相关。对于1000kg量级的飞行汽车,在航程为60km时,其任务平均成本与燃气轮机功率呈正相关。在航程大于120km时,其任务平均成本极小值约为0.004元/(km/kg)。对于2000~3000kg量级的飞行汽车,在航程大于120km时,其任务平均成本极小值稳定在0.004元/(km/kg)左右。本文定量分析了航程和载荷对纯电动和混合动力飞行汽车任务经济性的影响,说明了纯电动和混合动力飞行汽车分别适用的任务场景,从而为飞行汽车及部件生产商提供参考。

锂电池组动态热模型在混合动力汽车中的应用

锂离子电池热模型对于电池单体和热管理系统的设计有着重要的意义,研究串并联组合的锂离子电池组在混合动力汽车系统中的性能和寿命,提出面向控制的电池组动态热模型,该模型能根据电池组当前的环境温度、运行负荷、冷却强度和初始荷电状态实时估计电池组中各单体电池的运行温度。实验利用18650型锂离子电池单体,实现3并3串和3串3并形式的电池组循环充放电,得到单体电池温度分布曲线。仿真比较结果表明,提出的电池组热模型具有较高的估计精度,满足混合动力汽车的热管理系统的设计要求。

锂电池的寿命与插电式混合动力汽车能量控制研究

较科学的插电式动力系统能量控制大致分为电量消耗与电量维持两阶段,锂电池循环工作是其摆脱电量维持阶段的前提,科学与有效使用锂电池十分重要。在生命周期内,锂电池会受到充放电倍率、放电深度、环境温度以及充放电截止电压等多种因素的影响,它们会在一定程度上造成锂电池性能的衰减,进而影响插电式混合动力汽车整车的经济性。基于电池组正常驱动、科学分配发动机与锂电池之间的能量流动等前提,文章对考虑锂电池寿命的能量控制策略进行研究,策略的制定需要考虑锂电池放电最大限制功率、放电下限值以及发动机定点功率。

大功率氢燃料电池混合动力机车电气系统设计

文章介绍了一款面向重载铁路研制的大功率氢燃料电池混合动力机车,机车由氢燃料电池和锂电池混合供电,可满足长编组、大载重、小运转等工况的机车作业需求,具有绿色节能的特性;重点对机车电气系统进行了分析说明,详细阐述了主传动系统的构成、中间直流电压的选择、主要器件的选型,以及辅助系统、控制系统和关键子系统的设计。