动力电池均衡技术的研究

作为电车主要的动力,锂电池被广泛运用。但锂电池的制造水平存在一定限制,各制造单位生产的电池性能存在差异,导致电池管理系统出现算不准、乱报警等问题。本文主要分析性能不一致的单体电池之间存在的问题,通过提出蓄电池双矩阵采集、均衡系统及控制方法,在电池管理系统中以若干个单体电池组成蓄电池,以光继电器组成的方式形成电压采集模块,提高电池使用的寿命,确保采集电压能够准确无误,预防均衡误动作,解决电池组生命周期离散等,从而最大程度地发挥动力电池的能量,保障电池的生命周期,让驾驶员有更好的行车体验。

一种高精度消除SOC累积误差电路的设计

本文设计了一种用于电动汽车蓄电池管理系统中的高精度消除SOC(荷电态)累积误差电路方案,该方案基于磷酸铁锂电池全生命周期的特点,采用三段法,在起始点利用读表法确定SOC初始值,过程中通过高精度的电路和提高采用频率的方法来减少计算误差,通过提高单体电池电压的测量精度,在充放电末端修正计算中的累积误差,以实现精确预测电动汽车电池SOC的目标。

LiMnO_2优化三元锂离子方形电池的性能研究

三元正极材料(NMC=Ni,Mn,Co)与LiMnO_2混合优化后,制备了额定容量为17. 1 A·h的方形三元锂离子电池,并对其进行了标准充放电、倍率、高低温、不同工况及老化测试。结果表明:该电池充放电平台比未经LiMnO_2优化的电池高0. 11 V,表现出优异的大倍率和高低温性能,在GB/T31484及新欧洲应力测试工况(DST)下均有良好的使用性及动态特性,并且在老化试验中展现出长的循环寿命和良好的放电平台保持特性; 1/3C倍率放电中压为3. 76 V,明显高于纯相NMC材料(3. 65 V); 0. 9 C及1. 8 C倍率下的放电容量分别为0. 3C倍率下放电容量的99. 3%及98%;在40℃及-20℃下的放电容量分别为25℃下的89. 7%及101. 0%; 1 C倍率下经过500次循环放电容量保持率高于92%。

新能源汽车用电池管理系统工程化设计

电池管理系统是新能源汽车的关键部件,对电池的安全可靠、有效使用和延长使用寿命等起到非常重要的作用。文章对电池管理系统的设计原理、控制策略、远程诊断进行了介绍,针对车辆运行过程中最容易出现的SOC估算问题进行研究,通过SOC的算法与实际运行工况结合建立了满足车辆运行需要的高精度SOC估算模型。

电动自行车用镍氢电池性能研究

在电动自行车的应用中,镍氢电池与其他蓄电池相比,因其技术成熟,耐过充和过放电、安全性较好、高能量和高功率特性等而得到广泛应用。分析了电动自行车用镍氢电池的温度特性、内压特性、内阻特性及循环寿命等影响因素以及改善这些性能的相应技术措施。

三元圆柱动力锂离子电池高低温性能研究

研究了单体18650三元锂离子电池及其不同排布方式的并联电池组的高低温性能(40℃、30℃、±20℃、±10℃、0℃)性能,结果表明,单体电池的充放电容量及放电平台都会随着环境温度的下降而下降,在高温区间(25-40oC)下降不是很明显,其容量均接近甚至超过其额定容量,在低温区间(-20oC-20)时下降非常明显,电池性能明显变差,尤其在-20℃,容量仅为额定容量56%,平台下降约8.3%。此外并联成组电池在高温30oC和低温-10℃时,双排的充放电容量均要好于单排,但其衰减较快,循环性能不如单排电池。

电动自行车用LiFePO_4/C锂离子电池直流内阻测试研究

研究了电动自行车用圆柱形动力磷酸铁锂锂离子电池在不同电流、不同测试持续时间下的直流内阻。分析了电池SOC、充电电流和放电电流、持续时间以及电流和时间的交互作用对电池直流内阻的影响。研究表明,测试电流和持续时间对电池的直流内阻影响比较大,在30%～80%SOC范围内相同测试条件下电池的直流内阻变化不大;放电测试条件下的直流内阻略高于充电测试条件下的直流内阻;在0～10s内,电池的直流内阻测试值与测试时间呈线性变化关系;容量型电池与功率型电池的直流内阻变化规律相同。

动力电池SOC估算方法的研究

动力电池荷电状态(SOC)估计一直是电动汽车电池管理系统的一项关键技术。针对现有动力电池SOC估计方法因精确度太低或者对模型参数依赖性太强而难以实用的问题,论述了锂离子动力电池SOC的算法现状和适用性,通过建立电池组整体模型,进行了基于UKF混合算法的SOC估算。

锂离子电池配组研究

将锂离子电池作为动力能源时,一般都经过串联后组成电池组使用,电池组在配组时,对电池组内单体电池的电压、内阻、容量都有比较高的要求。通过研究,发现在电池组配组时,单体电池的电压差异是影响电池组充放电末期各单体电池的一致性重要因素,而单体电池的内阻差异则造成了电池组充放电过程中各单体电池的电压平台出现较大差别。

Ni-MH电池化成方法的研究

提出了一种新颖的Ni-MH电池化成方法——反向预充法,即在Ni-MH电池化成中,首先,以小电流对电池进行反向预充电;然后,再按常规方法对电池进行化成,并对Ni-MH电池QNF25及其正负极的充放电性能进行了测试。结果表明,反向预充电量与负极配方直接影响反向预充化成的效果,采用反向预充法化成,QNF25的充电内压、倍率放电性能和低温(-35℃)下放电性能得到了明显改善,90次充放电循环后性能未见衰减,循环0.5C放电容量明显提高,自放电性能和高温放电性能无明显变化。

富锂锰基锂正极材料和动力电池的性能研究

以全浓度梯度核壳(Full Concentration Gradient Core-Shell,简称FCGC-S)富锂锰基材料为正极材料,以中间相碳微球为负极材料,采用叠片工艺制备了高电压17Ah的富锂锰基锂离子电池。从材料合成工艺、性能优化和电池设计及集成关键技术几方面,评价电池的充放电倍率性能、高低温性能、循环寿命性能等。通过优异的全浓度梯度核壳富锂锰基材料正极材料、容量匹配和负极匹配技术、电解液和添加剂的兼容性优化等集成,制作了高电压富锂锰锂离子电池。实验结果表明,电池样品的能量密度处于220Wh/kg;室温1C倍率放电容量为额定容量的97.90%,10s放电的比功率为240W/kg;低温(-20℃)1C放电容量为额定容量的90.09%;高温(55℃)1C放电容量为额定容量的93%;在室温下储存28天,荷电保持能力为97.12%,恢复容量为额定容量的97.79%;在高温(55℃)下储存7天,然后在室温下以1C电流放电荷电容量为额定容量的95.53%,恢复容量为额定容量的95.72%;标准寿命循环500次时放电容量为额定容量的95.09%。安全性能测试符合GB/T 31485-2015标准要求。

镍氢电池智能管理系统研究

文章主要介绍镍氢电池智能管理系统的功能结构,并对管理系统的关键技术SOC、电池兼容性进行阐述和分析。

电动车用高功率型动力镍氢电池的性能研究和测试分析

研究了电动车用高功率型Ni-MH电池的比功率、高温充放电效率、荷电保持能力、大电流放电能力和循环寿命等性能。高功率电池的大电流放电能力可大于12.5C左右。

电动自行车用镍氢蓄电池技术研究

镍氢电池与其他蓄电池相比,因其技术成熟、大电流充放电性能好、充放电效率高、安全性好和循环寿命长等特性而得到广泛应用。该文对镍氢电池的自放电性能、宽温度特性和正负设计比例进行了研究,对电池的失效模式进行了分析。

动力电源系统电池绝缘保护研究

由于电动汽车用动力电源系统的电压在300V以上,它的绝缘问题会给电动车辆的驾驶员和乘客造成人身危险,是实现电动汽车产业化必须解决的关键问题。文章研究了动力电源系统中单体电池间、电池与箱体间及电池箱与整车间的绝缘方式,绝缘材料的选择,并分析了在电池性能恶化漏液等极端情况下,电池的绝缘保护措施。

镍氢电池极板涂浆生产包边工艺的研究

镍氢电池极板生产过程中的包白边工艺在生产过程中直接关系电池的性能及生产效率,在涂浆前采用一种包边装置安装到电池涂浆生产线的纠边装置平面上,此装置的包边机构可自动跟踪涂浆极板,即可随着纠边装置的摆动自动调节两侧包边轮位置,此包边装置采用了组合包边轮,保证了涂浆过程中胶带密实地包裹在镍带的两侧;同时此装置还可调节胶带位置,确保正反面胶带同宽,避免涂浆过程中浆料渗入到镍带边缘中,需后续的清粉处理。

硅氧碳负极全电池容量发挥影响因素研究

SiOx材料因其高克容量发挥和较低的体积膨胀成为当前热门的锂离子电池负极材料,但其首次效率较低,在电池首次充电时会消耗更多的活性锂。文章通过用不同比例的SiOx与人造石墨混合制备SiOx-C复合负极材料,并制备半电池和全电池,分析了影响SiOx-C全电池容量发挥的因素,结果显示SiOx-C复合材料中,虽然SiOx含量的提高可以提高材料的克容量,但是材料首次效率不断降低,降低了全电池容量的发挥,且全电池需要放电至更低的电压,才能完全发挥容量。

电动自行车用锂离子电池性能研究

对市售的电动自行车用18650型和183643型锂离子电池的性能进行了研究,所购买的电动自行车用锂离子电池正极采用LiFePO4材料。该文重点研究了两种电池的功率特性、不同温度放电特性、过充特性及大电流充放电能力和循环寿命。功率型18650型锂离子电池的36C放电比功率可达2365W/kg,电池1C放电比能量为86Wh/kg,10A充放循环727次,容量保持率为78.7%以上。功率型183643型锂离子电池的31C放电比功率可达1994W/kg,电池1C放电比能量为81.6Wh/kg,10A充放循环793次,容量保持率为84%以上。电池过充至7.6V,没有发生爆炸和起火现象。

电池密封结构优化设计的研究分析

在电池研制的过程中,电池极柱的密封是与保证性能稳定的重要因素,尤其是镍氢电池,由于电解液为强碱,强碱的渗透性强,加上电池的内压高到1MPa以上,电池往往在使用初期密封性能尚可,随着时间的增加,电解液慢慢从密封圈的分子间隙中渗透出去,从而影响到电池的性能,为此我公司对电池极柱的密封结构形式、密封圈的材料以及密封圈的合理压缩量进行了研究和改进,结合国内外同类产品的结构优点,设计了一种独特的极柱密封结构,解决了极柱密封的难题,从而保证电池的使用寿命。

动力电源系统连接结构研究

一套动力电源系统由几十甚至上百个单体电池串并联组合而成,这些单体电池如何进行连接,连接的可靠性,对整个电源系统的内阻、安全性有很大的影响。文章研究了动力电源系统中单体电池的连接方式,并分析了不同连接方式的优缺点,着重分析了跨接片导流能力设计、跨接片材料选择、跨接片电镀方式选择、单体电池之间连接设计、连接的防松设计。