一种动力电池系统的液冷方案设计与温升测试

针对混合动力商用客车设计一种锂离子电池包液冷系统,通过电池发热功率和液冷板结构计算出液冷系统的压力以及模组之间的温差。选取压缩机、节流元件、换热器、蒸发器、泵、膨胀水壶等器件组成液冷系统,最后分别在常温(25℃)和高温(40℃)环境下进行高倍率充电(3C和4C)+市区工况运行,模拟混合动力商用车的运行路况,测试其循环温升。结果表明液冷效果明显,可以将动力电池系统温度控制在正常的工作范围内。

紧固件在动力电池系统上的可靠性设计与扭矩研究

紧固件具有拆卸方便、易安装等特点,广泛应用于各行各业。文章主要论述了紧固件在动力电池系统上的拧紧设计,提出了在动力电池系统不同位置的安装注意事项,并对紧固件的拧紧要求进行了细化。通过振动实验,分析紧固件在振动后的扭矩衰减情况,为紧固件在动力电池系统上的可靠性连接,提供了相关依据。

动力电池循环膨胀力研究

锂离子动力电池在使用过程中会发生电池鼓胀,既影响电池的寿命,也会由于其鼓胀超过模组框架允许极限而发生模组框架的破坏,进而引发安全事故,因此研究动力电池生命周期内膨胀力的变化规律对于提升电池性能及安全具有重要意义。总结了NCM622三元和磷酸铁锂体系动力电池使用寿命过程中机械力的变化规律,研究结果表明:(1)无论是三元体系还是磷酸铁锂体系动力电池,都会随着容量的衰减,膨胀力逐渐增加;(2)在单次充放电过程中三元电池由于正极材料晶胞体积变化很小,电池形变主要受负极材料影响,所以内部鼓胀力随着电压的增长而增加;磷酸铁锂电池由于正极材料在充放电过程中的变化影响,在充电和放电过程中电池膨胀力会分别出现波谷;(3)三元电池和磷酸铁锂电池的循环容量衰减和膨胀力增加均符合线性关系,循环过程中磷酸铁锂电池的容量衰减较三元电池慢,且磷酸铁锂电池膨胀力增长也小于三元电池。膨胀力的变化规律为防爆阀的泄爆压力和模组结构强度设计提供重要依据。研究表明释放循环过程中的膨胀力可以提升电池的使用寿命。

三元锂离子动力电池产热特性研究

以商业化的方型三元锂离子动力电池为研究对象,在加速量热仪提供的绝热条件下,通过对电池在不同倍率放电过程中电压、温度等关键参数的采集和计算,分析了电池温度速率与放电深度的关系,及不同放电倍率对电池产热功率的影响,结果表明:随着放电深度的增加,电池的温度速率呈明显的不规律变化,而放电倍率越大,电池的温升及产热功率越高;通过对电池电化学-热耦合模型计算结果的研究发现:在放电过程中,欧姆热基本保持不变,可逆反应热随放电深度增加由吸热转为放热,而极化热受负极的影响较大。

预处理流程对磷酸铁锂动力电池性能的影响

考察预化成工艺、高温存储对20 Ah磷酸铁锂动力电池性能的影响,分析不同预处理流程处理后负极极片状态、电池容量、电池厚度、内阻,总结在电池水分较高时的预处理工艺。研究结果表明,高温静置8 h后的电池容量为20.623 Ah,小于未高温静置的电池容量(20.700 Ah);化成截止电压为3.9 V时,电池厚度小于截止电压为3.65 V时的厚度;截止电压为3.9 V时,极片未出现析锂状况。因此在电池水分较高时,提高截止电压可以提高电池容量、降低电池厚度、避免死区。

磷酸铁锂动力电池电解液改善及过程参数优化

为探究电解液组成和预化成工艺参数对20 Ah高压实密度磷酸铁锂动力电池用电极性能的影响,对电解液溶剂配比和预化成条件进行调整,用改变制成工艺后生产的负极极片组装电池,测试其满电状态、容量、首次库仑效率、内阻和极片厚度。结果表明:降低EC、PC含量可以有效改善极片状态,促进电解液在高压实负极体系中的浸润性,电池容量从19.15 Ah提升至20.41 Ah。同时配合小电流长时间的预化成工艺,可以明显提升电池的容量和首次库仑效率,改善高能量密度锂电池的电性能。

大容量磷酸铁锂动力电池循环膨胀力研究

实验发现大容量磷酸铁锂电池在充放电过程中的膨胀力呈现非线性变化趋势,在电池初始状态,压力极大值出现在100%荷电状态(SOC),但是在30%SOC附近还会出现一个峰值,该现象与锂离子在负极的嵌锂阶段相关。随着循环次数增加,30%SOC的膨胀力增幅会大于100%SOC,并逐渐成为峰值压力。当30%SOC的峰值压力超过100%SOC的压力时,电池容量会呈现加速衰减。

大容量磷酸铁锂动力电池膨胀力研究

锂离子电池在充放电过程中,电池厚度会随锂离子向负极碳层迁移发生变化,进而导致电池膨胀力的变化。实验发现大容量磷酸铁锂电池,在充放电过程中的膨胀力呈现非线性变化趋势,大致趋势为“增加→降低→增加”,类似于正弦曲线,波峰的位置出现在30%SOC,波谷位置出现在60%SOC,通过原位XRD分析发现,这两个SOC与LiC_(12)和LiC_(6)不同的嵌锂阶段相关。

电动车动力锂离子电池水冷系统研究

针对纯电动车动力电池系统设计了一套液冷系统,计算了电池系统发热功率,并根据发热功率设计出了水冷板结构,并根据电池发热功率及水冷板结构计算了液冷系统压力、流量参数。选取了压缩机、热交换器、水加热器、泵等元器件,并在步入式温箱中模拟高温环境对电池系统、水冷系统进行了性能测试,对测试结果进行了分析,水冷系统效果明显,可以在高温环境下,电池系统在高倍率放电时把电芯温度控制在35℃内,保证电池系统安全运行。

动力电池梯次利用下通信基站储能容量优化配置研究

为解决传统通信基站储能容量配置充放电率低的问题,动力电池梯次利用下优化配置通信基站储能容量。通过设定通信基站储能容量优化配置约束条件,基于动力电池梯次利用下,转换储能容量配置输出电压,建立通信基站储能容量优化配置映射关系,实现通信基站储能容量优化配置。设计实例分析,结果表明,设计方法配置充放电效率明显高于对照组,能够解决传统通信基站储能容量配置充放电率低的问题。

基于K-means聚类的退役动力电池梯次利用分选方法

本文为解决传统分选方法在对退役动力电池进行重组时,存在电池电压和容量利用率低问题,开展相关研究。通过退役动力电池梯次利用成组流程设计、退役动力电池各参数数据处理和基于K-means聚类的电池串联成组,提出一种针对退役动力电池的梯次利用分选方法。通过对比实验证明,新的分选方法与传统分选方法相比,重组后的电池电压和容量利用率均得到有效提升,分选方案更合理。

动力电池包热管理设计与优化分析

针对动力电池包热管理中系统温度不均匀的问题,本文以某款液体循环冷暖一体化热控方式的电池包为研究对象,通过Ansys-fluent对其液冷回路进压降仿真,并优化液冷回路,最后通过实验验证优化前后系统的散热/加热性能,得出流量均匀性越好在液冷和液热时,电池包内电芯间的温差越小,散热以及加热效率更高。为后续热管理设计可将流道的设计作为重点考察对象进行优化。

一种动力锂电池系统的SOH估算方法

电池管理系统是保证锂电池系统稳定、高效、安全运行的重要技术手段。在电池管理系统中,电池状态估计,特别是荷电状态(state of charge,SOC)估计、健康状态(state of health,SOH)估计和功率状态(state of power,SOP)估计至关重要。SOC、SOH与SOP不仅与全生命周期内电池安全运行直接相关,也是其他功能有效实现的必要前提。文章研究的是SOH估算,此功能影响SOC的估算精度,进一步影响SOP的估算精度。文章基于实际的电池管理系统计算与控制能力,提出一种电池系统的SOH估算算法。

某纯电动乘用车电池包液冷系统设计及热仿真分析

优异的电池液冷系统可以保证电池在适宜的温度范围内工作,改善电池系统的安全性能,保证续航里程。文章介绍了一款液冷集成箱体的设计方案,并基于FLUENT仿真软件,建立动力电池系统的热仿真模型。在1C放电倍率下,对液冷系统进行压力场分析与对电池系统进行温度场分析。结果表明,该电池系统能够满足流阻要求、温差及温升要求,通过增大进口流量可以提高电池散热能力,但效果不明显,增大进口流量会显著增大进出口压差。

一种高倍率快充式液冷电池包系统设计开发

针对纯电商用客车设计一种高倍率快充式电池包系统,通过在电池包前面板采用集成模块,提高了电池包的安全性和安装效率,并依据模组中双侧冷却方式,可大幅提高冷却效果。此外,在液冷管路中采用异向水路方式,可降低各个支路流阻差异,从而优化各个模组间的温度偏差。通过系统循环试验,发现该液冷电池包在2C的充电倍率下,其液冷效果显著,可保持在合理的温度范围内工作。

电动汽车大容量锂电池管理系统设计

自从改革开放以来,我国经济发展水平有了很大程度的提高,与此同时,电动汽车行业的发展方兴未艾,电动汽车成为人们的日常生活中是不可或缺的最基本的交通工具。随着科研水平的不断提升,人们对电动汽车的锂电池管理系统设计有了更高的需求,大容量锂电池的设计创新越来越引发大众的关注。因此,我国应该加深对电动汽车大容量锂电池管理系统的设计,提高性能和系统稳定度,更加电动汽车的实用性。文章对目前我国电动汽车锂电池的设计情况进行分析,并阐述了应该如何进行大容量锂电池管理系统设计,满足人们的需求。

影响锂离子电池循环寿命的因素

结合国内外文献,综述了锂离子电池循环寿命的主要影响因素,包括电池本身的设计(原材料的选择、N/P比的设计等)、电池制造过程工艺的影响(卷绕工艺、装配工艺等)、电池使用环境和使用方法的影响等。

镍钴锰体系锂离子电池粘结剂性能研究

选用高镍三元材料LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2为正极,考察了两种聚偏氟乙烯(PVDF)粘结剂的添加比例对匀浆过程、极片性能、材料容量发挥等的影响。实验结果表明:采用PVDF粘结剂匀浆得到的浆料稳定性良好;胶B抗凝胶作用良好,且粘结性能更加优越;增加胶B用量对极片的导电性能影响不大,但能改善NCM622体系的电化学性能。

磷酸铁锂电池内阻的研究

内阻是锂离子电池的重要性能指标,测量了不同温度、不同频率下的交流内阻、直流内阻及电化学阻抗,结果表明:相同温度下,电池交流内阻随频率降低而增加;相同低频下,交流内阻随温度的降低而增加;高频(1 kHz)下,电池交流内阻对温度不敏感;低频下,交流内阻与直流内阻呈线性关系,而且电池交流内阻越大,直流内阻越大;相同频率下,交流内阻值与电化学阻抗值几乎一致。

水系磷酸铁锂正极电池性能改善

以水系丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素钠(CMC)和磷酸铁锂(Li Fe PO4)等材料制作正极片,采用卷绕的方式制作18 Ah锂离子动力电池。研究结果表明,2 C循环1 500次容量保持率为91.4%;-20℃低温条件下可放电容量为13.05 Ah,60℃高温放电容量为18.00 Ah;7天60℃高温存储容量保持率为95.74%,25℃常温存储30天容量保持率为98.67%。通过电池制作工艺过程的优化,提高了电池的容量发挥,改善了循环效果,降低了生产成本,具有良好的发展前景。