电池管理系统的均衡设计

通过对电池管理系统中被动均衡和主动均衡的效果比较,阐明主动均衡可以大大减小电池组中单体电池一致性的差异,从而提高电池组的使用效率。     

基于改进DBSCAN的异常电池识别

单体电池间的性能差异是影响动力电池组使用安全性的主要因素之一,为识别电池组中一致性差的电池,即更容易发生危险的异常电池。文章在常规DBSCAN算法的基础上进行改进,针对其对输入参数敏感的缺陷,提出一种基于数据分布特性自适应确定MinPts参数和Eps参数的改进DBSCAN算法。将改进DBSCAN算法用于电池一致性分析,并利用电池充放电数据设计相关实验进行验证,验证结果表明所提出的算法异常电池识别效果良好。     

电动汽车电池组热管理系统的关键技术

电池组热管理系统的研究与开发对于电动汽车的安全可靠运行有着非常重要的意义。本文分析了温度对电池组性能和寿命的影响,概括了电池组热管理系统的功能,介绍了电池组热管理系统设计的一般流程,并对设计热管理系统提出了建议。文章重点分析了设计电池组热管理系统过程中的关键技术,包括电池最优工作温度范围的确定、电池生热机理研究、热物性参数的获取、电池组热场计算、传热介质的选择、散热结构的设计等。     

电动汽车锂离子电池组热管理系统设计

为满足电动汽车电池系统轻量化设计要求,提高锂离子电池组能量密度,对电动汽车电池 组热管理系统进行了研究。通过有效散热和通风等方式,可提高电池组性能,延长电池组的使用寿命。分析了电动汽车锂离子电池组结构与电池单体热特性,通过调整电池组结构,评估电池组整体温 度场,以期为电动汽车电池组热管理研究提供参考。     

基于主动均衡策略的电动汽车用锂电池管理系统设计研究

为提高电动汽车用锂离子动力电池单体间的一致性及其能量利用率,需对电池单体或在模组间进行电量均衡。在研究动力电池组主动均衡策略的基础上,对均衡系统进行仿真建模,得到了动力电池电量、均衡时间与反激式直流转换器通断间的关系,并根据仿真分析结果搭建试验平台进行验证。验证结果表明,设计开发的动力电池均衡管理系统可实时检测电池单体的情况,并实现可编程式电池能量主动均衡,具有良好的均衡效果。     

利用放电电压平台的FCM电池分选方法

针对电池分选成组后的一致性问题,在分析电池容量衰减与放电电压曲线关系的基础上,采用模糊C均值聚类算法,提出一种基于放电电压平台的FCM电池分选方法。该方法选取单体电池放电电压平台的3个特征点作为样本,再将标准化后的样本集作为算法的分类对象,最后以聚类有效性函数判定最优分类结果。全寿命实验的结果表明,采用分选方法得到的电池组动态一致性好,循环寿命衰减率降低,在500次循环寿命测试后健康度仍保持在90%以上。所提出的分选方法分选效率高,适用于数量较大的电池样本,可有效识别组内电池样本的一致性和生产质量,实现电池的多场合利用和效率最大化。     

基于剩余充电电量的锂离子电池组容量快速估计方法

针对传统锂离子电池组容量确定方法存在的效率低、能耗高且只能离线应用等问题,提出一种基于电池剩余充电电量的锂离子电池组容量快速估计方法。首先,基于充电电压曲线一致性原理,以电池组内率先充电至充电截止电压的电池单体电压曲线为基准,通过电压曲线的平移缩放与线性插值计算出各单体电池的剩余充电电量与剩余充电时间,从而实现各单体电池的荷电状态(State of Charge, SOC)在线估计,在此基础上实现电池组容量的快速估计。其次,在电池单体模型的基础上建立电池组的仿真模型,并在全SOC区域上对模型参数进行分段辨识。通过所建立的仿真模型得到电池组的充放电曲线,并对电池组容量进行估计。最后,对4个单体串联而成的电池组进行充电试验。研究结果表明:仿真容量与估计容量误差为1.2%以内,验证了所提出的容量快速估计算法的有效性;利用所提方法估计出电池组容量与试验得到的电池组容量的误差为2.61%;该方法根据电池充电曲线的平移与缩放即可在线估计出电池组容量,可应用于新电池组容量的在线快速估计,能在保证3%估计误差的基础上将检测效率提高到传统方法的2倍以上。     

锂离子电池管理系统及其均衡模块的设计与研究

针对混合动力汽车单体电池性能的不一致性造成的不利影响,设计了电池管理系统及其均衡模块.该系统采用单片机,对电池组参数进行实时精确采集并分析处理,再通过控制电路实现电池组的均衡充放电.试验结果表明,该系统不仅可使电池进行均衡充放电,而且能对电池的不一致性进行有效补偿,使各个电池都发挥出最优性能.     

电动自行车电池组 智能管理系统

针对电动自行车电池组的工作状况,分析了电池组充、放电过程特点,结合实际过程,采用“电池均衡技术”,开发出一种能够有效地延长电池组使用寿命、提高其安全性与可靠性的智能管理系统。     

基于双CAN总线的电动汽车电池管理系统

根据所选用的锂离子动力电池组单体只数多、位置分布比较分散的特点,设计了基于双CAN总线的分布式电池管理系统(BMS),系统由若干采样模块和一个主控模块组成.介绍了电池信息采集和双CAN通信模块的硬件设计、电池荷电状态(SOC)的估算策略以及电池组安全管理策略.     

电动汽车动力电池管理系统控制方法研究

合理的电池管理系统控制方法能够有效地将动力电池控制在最优工作区间,对于保障动力电池的电性能、一致性、安全性和使用寿命具有重要作用。根据某款纯电动汽车的具体要求,研究制定了动力电池管理系统的控制方法。软件仿真、CFD仿真和动力电池循环寿命的仿真结果表明,所提出的电池管理系统控制方法能够保证动力电池充放电性能,提高动力电池的寿命和安全稳定性,总体可行。     

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。     

基于梁单元简化模型的锂电池组碰撞安全临界条件的判定

针对现有电池单体有限元模型单元数量多、计算速度慢、在整车碰撞分析难以应用的问题，提出一种采用梁单元，反映电池单体壳体的压溃和弯曲特性的有限元模型。通过对比电池单体的轴向压溃、径向挤压和压痕试验结果，验证了建立的电池单体简化模型的有效性。应用该简化模型进行了6×4电池组撞击刚性墙和刚性墙撞击电池组两种工况的仿真，并根据电池单体短路失效临界应变，确定电池发生短路失效的临界撞击速度和撞击质量。结果表明，在电池组撞击刚性墙工况中，撞击速度为245 km/h时，靠近刚性墙第2和第3层电池单体最先失效；而在刚性墙撞击电池组工况中，撞击质量为16.06 kg时，最先失效的电池单体位于靠近刚性墙的第2层。因此，应依据不同的工况来确定电池组内首先失效单体的位置。     

基于XC164CS单片机的混合动力汽车电池管理系统硬件设计

介绍了以Infineon公司16位高性能单片机XC164CS为控制核心、针对混合动力汽车镍氢动力电池组的电池管理系统.分别对构成电池管理系统的微控单元模块、检测模块、驱动模块及通讯模块进行了说明,从硬件设计角度进行了分析.该管理系统可以实现动力电池组充、放电智能化控制,能够实时检测电池组的电压、电流、温度等信号,并能根据这些信号通过SOC算法估算电池组剩余电量.     

强制风冷锂离子电池热管理系统研究综述

为解决车用锂离子动力电池在高强度工作过程中电池温度过高以及电池组温均性差等问题,需要对电池组设计合理的电池热管理系统(BTMS),以此提升电池组的冷却性能.首先阐述了热管理系统的常见冷却方式,分析了各种冷却方式之间的优缺点.随后针对应用最为广泛且最易实现的空气冷却方式,从冷却空气流型、电池排布方式、电池间距、冷却空气流...     

Thermal Model for Square Lithium-ion Battery Pack

首先通过最小二乘法对方形锂离子电池组中单体电池的比热容、流道材料的导热系数和自然冷却条件下的综合换热系数进行了估计;然后根据热边界层理论确定了强制冷却条件下电池冷却流道表面局部综合换热系数的计算式;最后根据电池组的结构特点和冷却方式,建立了电池组的一维瞬态传热模型.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预测电池组中各单体电池的运行温度.在Arbin试验台架上测量了144V/8A·h方形锂离子电池组在不同运行工况下单体电池的温度分布,并与模型仿真结果进行了对比,结果表明模型仿真的最大误差不超过1℃,满足混合动力系统性能仿真和电池组管理策略优化的精度要求.     

单体不一致性对新能源客车电池寿命的影响

新能源客车的动力电池通常是由成百甚至上千个单体电池通过串并联方式组成,由于短板效应,电池系统的性能通常由系统内部最差单体电池决定,所以单体电池的不一致性会导致电池系统的性能大幅度降低,特别是电池系统的寿命会受到较大影响。本文通过新能源客车市场运行大数据分析动力电池在实际应用中的电池不一致性问题,分析这种不一致性问题对电池系统寿命的影响,并针对性的提出由于电池不一致性问题带来的电池寿命衰减的改进措施。     

新能源动力电池维修技术项目介绍(三)——北汽-中车行动力电池维修校企合作

<正>（接2023年第3期）（2）电池单体组成及非一致性原因电池单体电芯出现非一致性（不均衡）的原因之一是动力电池电芯制造工艺水平、制作材料决定动力电池单体电芯本身存在一定的差异。其二是伴随着动力电池的使用，充、放电次数，车辆使用环境，以及充、放电方式的不同，导致即使是同一规格、型号、容量的电池，也会出现单体过充、过放、内阻增加、活性下降的现象。进而导致动力电池能量转换效率下降，输出电量降低，大大缩短动力电池的寿命，影响整车的正常运行（图23）。     

一种基于Sepic-Zeta混合斩波电路的动力电池组双向高速均衡器研究

本文提出一种基于Sepic-Zeta混合斩波电路的动力电池组双向高速均衡器,该均衡器在电池组3种不同的工作状态下采用不同均衡拓扑电路和均衡控制策略。电池组充电状态下,均衡电路等效为Sepic斩波电路,选择电池组中能量最高的单体电池作为Sepic斩波电路的输入端进行均衡放电,均衡放电电流连续;电池组放电状态下,均衡电路等效为Zeta斩波电路,选择电池组中能量最低的单体电池作为Zeta斩波电路的输出端进行均衡充电,均衡充电电流连续;电池组静置状态下,选择电池组中能量差异性最大的单体电池进行均衡放电或均衡充电,其对应的等效电路为Sepic或Zeta斩波电路。该均衡器拓扑电路原理简单,均衡电路容易实现,均衡能量易控制,均衡电流连续、可控,因此均衡速度快、均衡效率高。最后,搭建锂离子电池实验平台进行电池组3种工作状态下的均衡实验,验证了该方案的可行性。     

电动汽车电源管理的基础框架和实施

电池组电源管理系统(BMS)是纯电动和混合动力的电动汽车结构的关键要素。其电源管理的设计要点是确保锂电池效能的最佳化和最高的可靠性和安全性。智能型的方案不仅延长电池组的寿命,也增加了车辆的行驶距离。提供驱动电机电源的锂电池组有数百伏的高电压,对汽车电子系统的电磁兼容性、安全性带来一系列的影响,其可靠的实现方案也是电源管理系统的核心要求之一。