充电限制电压对磷酸铁锂电池的影响

从放电容量、放电中值电压、充电时间、恒流容量百分比4个方面主要研究了充电限制电压从3.25V至3.85V范围变化对磷酸铁锂电池性能的影响.实验结果表明:对于磷酸铁锂材料的锂离子电池,采用恒流恒压的充电方案,充电限制电压设定在3.55～3.70V较合理,推荐值为3.60～3.65V.     

一种适用于低温环境的锂离子动力电池充电方法

采用电池的一阶RC等效电路模型对低温充电过程进行分析,提出一种适用于低温条件的锂离子电池多阶段恒流充电方法。以三元聚合物锂离子电池和磷酸铁锂电池作为对象,分别在0℃和-10℃条件下进行常规恒流-恒压与多阶段恒流充电方法的测试与对比分析。试验结果显示,与常规恒流-恒压充电方法相比,采用多阶段恒流充电方法,0℃和-10℃条件下,两种电池的充电时间明显缩短,充入电量显著提高。     

电动汽车新型感应充电系统的设计

提出了一种新型的电动汽车无接触感应充电系统及其电路拓扑结构,建立了基于互感理论的一次侧与二次侧的等效电路模型.分别为单负载和多负载系统推导出一次电路及二次电路的参数计算公式,得出了系统向负载传输的功率与电路参数之间的关系.设计了充电功率控制电路,提出了恒压、恒流等智能充电控制方法.采用pspice电路模型对系统进行了仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性.     

基于恒流充电曲线电压特征点的锂离子电池自适应容量估计方法

为提高锂离子电池容量在线估计精度,本文中提出一种基于部分充电曲线特征容量在线辨识和阿伦尼乌斯容量衰减模型融合的自适应容量估计方法。针对纯电动汽车极少存在完整充电的情况,提出一种基于恒流充电电压特征点的容量在线辨识方法。该方法先利用遗传算法对缩放平移后的充电曲线进行电压特征点优化,再通过监测有关这两个不动的电压特征点的恒流充电数据,在线辨识电池的当前容量。为进一步提高容量在线估计的精度,通过增量式PID算法来融合容量在线辨识值和阿伦尼乌斯模型,进行模型参数的闭环修正。最后,交变温度寿命实验结果表明,利用本文中提出的自适应估计方法,最大估计误差不超过2%。     

车载锂离子电池组的充电技术与均衡管理方法研究综述

电动汽车快速和智能充电是未来的发展趋势。本文介绍了多段恒流充电、超大电流尖峰脉冲充电、变脉宽正负脉冲充电等充电方法,对电池的SOC值、内阻、析气和析锂极值点等参数实时精确获取,从而实现电池的无损伤最大电流充电;本文还介绍了双向反激式主动均衡、利用(DC-DC)变换器式和变压器式结合的两级均衡等均衡策略,实现了电池单体的快速均衡管理。     

充电限制电压对磷酸铁锂电池的影响

主要从放电容量、放电中值电压、充电时间、恒流容量百分比四个方面研究了充电限制电压从3.25至3.85范围变化对磷酸铁锂电池性能的影响。实验结果表明:对于磷酸铁锂材料的锂离子电池,采用恒流恒压的充电方案,对于磷酸铁锂电池,结合安全性考虑,充电限制电压设定在3.55～3.70V较合理,推荐值为3.60V～3.65V。     

《中国公路学报》"动力电池系统关键技术"专栏导语

发展以电动汽车为代表的新能源汽车产业已成为我国实现能源结构转型和汽车产业升级的重要手段。动力电池系统是新能源汽车的核心部件,直接影响新能源汽车的续驶里程、动力性、经济性和安全性。动力电池系统关键技术主要包括系统建模、参数估计、状态估计、健康管理、热管理.、安全管理与充电控制等方面,其研究与突破对提升新能源汽车安全性、可靠性、有用性和可维护性,进而对支撑我国交通强国建设具有重要而深远的意义。
近年来,众多学者和科研人员在动力电池系统关键技术方面开展了大量创新研究工作,取得了一.批具有代表性的研究成果。为全面展示动力电池系统关键技术领域的最新研究进展,广泛开展学术交流和探讨,《中国公路学报》编辑部邀请重庆大学胡晓松教授、上海交通大学张希教授、长安大学赵轩教授、北京科技大学徐晓明教授、北京理工大学张雷研究员作为专刊组稿负责人,共同向该领域知名专家、学者公开征稿,出版本期"动力电池系统关键技术"专栏。本专栏共收到理论..方法、系统设计、仿真测试、试验研究等论文投稿约50篇,最终录用9篇。研究内容主要集中于以下几方面:
(1)动力电池系统优化设计。主要内容包括:基于老化仿真的电动汽车新型双源电池系统全生命周期成本研究。该研究提出一种采用"部分换电"思路的电动汽车新型双源电池系统,系统中主、副电池包可分时独立地为车辆提供电能。
(2)数据驱动的动力电池系统模型构建与状态估计方法。主要内容包括:基于剩余充电电量的锂离子电池组容量快速估计、基于改进容量增量分析法的锂电池可用容量估计、基于优化高斯过程回归算法的锂离子电池可用容量估算、电动公交在途特性的电池状态梯次划分等。
(3)动力电池热管理控制策略。主要内容包括:车载动力电池液体冷却非线性优化。该研究提出一种包括稳态调节、前馈预测、误差反馈等环节的非线性冷却优化方法,可以提高系统抵抗电流扰动的能力,降低系统冷却能耗。
(4)动力电池快速充电控制技术。主要内容包括:基于SOC自适应分阶的动力锂电池两步优化快速充电。该研究针对电动汽车多阶段恒流充电优化问题,提出了两步优化充电策略,有望实现充电时间和充电损失的平衡优化。
(5)动力电池系统失效机理与故障诊断技术。主要内容包括:锂离子电池碳负极扩散应力与微观结构失效机理、基于电压频域特征和异常系数的动力电池故障诊断等。
动力电池系统关键技术的相关理论、方法与应用研究,将为我国新能源汽车产业发展提供重要的理论和技术支撑。《中国公路学报》将持续关注该领域的国内外最新研究进展,更好地为学界和工业界专业人员提供学习和交流平台,促进我国新能源汽车产业的高质量快速发展。     

基于降低极化电压磷酸铁锂电池充电方法研究

以优化锂电池充电极化电压,提高充电效率为目标,研究了电池充电极化电压与SOC的关系、停歇与极化电压降的关系、放电幅值与极化电压降的关系。研究结果表明:在充电初期与充电快完成阶段,极化电压变化极大;停歇与放电能有效地降低极化电压,停歇的时间越长,极化电压降低得越多;放电幅值越大,极化电压降越大。在此基础上,以降低极化电压作为电池充电性能的评价指标,提出了基于降低极化电压的优化充电方法,并与恒流充电方法和变电流间歇充电方法的充电性能进行了对比分析。试验结果表明,提出的方法在充电效率上高于恒流充电与变电流间歇充电2到3倍,大大缩短了充电时间,充电效率达到了95.36%。     

基于电化学模型的车用锂离子电池安全快速充电算法CSCD

传统的快充方法可提升锂离子电池充电速度,但容易损害电池寿命,甚至造成安全问题。基于面向控制的锂离子电池电化学机理模型,提出了全新的快速充电算法。针对一款42Ah镍钴锰(NMC)三元锂离子电池,采用该算法进行了快速充电测试,讨论了开发策略中关键参数阈值电势、初始充电倍率的取值对算法效果的影响。结果表明:该方法实现了该款锂离子电池的安全快速充电,在保持电池不析锂情况下将电池充电速度提高了20.5%;算法中的阈值电势主要影响充电时间,而初始充电倍率影响负极过电势最低值。     

基于ANFIS的动力电池充电温升预测研究

对某锂离子动力电池进行了试验研究,以分析充电倍率、初始荷电状态和环境温度对锂离子动力电池充电温升的影响,并根据获得的试验数据,建立了基于自适应神经模糊推理系统的电池充电温升预测模型。该模型以充电倍率、初始荷电状态和环境温度作为输入,以充电温升作为输出,对试验数据进行训练后,即可准确预估电池在不同充电条件下的充电温升情况。该方案无须用数学模型准确描述各影响因素与充电温升之间的复杂关系,易于实现,可移植到电池管理系统平台上,以实现充电过程中温度的有效预测和管理。     

增程式电动汽车动力系统参数匹配及控制策略优化

针对增程式电动汽车动力系统参数匹配的问题,在Simulink-Cruise联合仿真平台上建立了用于匹配设计的整车初始模型,提出了基于典型工况统计分析的匹配设计方法,对增程式动力系统进行了稳态匹配。为了进一步验证设计参数的合理性,采用恒温式定点控制策略和CD-CS型最优曲线功率跟随控制策略进行了仿真对比分析,验证了匹配参数的合理性。以燃油经济性、发动机启停次数和平均充电电流为目标,基于粒子群算法对控制参数进行了多目标优化。优化结果表明,优化后的控制策略使整车在目标工况下的百公里综合油耗下降了7.2%,平均充电电流下降了3.1%,优化后的控制参数使整车性能和电池寿命都有所提升,为进一步的控制策略制定和优化奠定了基础。     

混合动力汽车低压蓄电池充放电管理

结合铅酸蓄电池的工作原理,简要说明蓄电池大电流充电和长期亏电状态下对蓄电池产生的危害;通过混合动力汽车具有DC/DC功能的PEU等模块完成低压蓄电池的充放电管理,用以解决常规汽车无法实现低压蓄电池稳压限流的充电模式和电源在ACC/ON档状态下自起动充电的功能。     

基于改进BB-BC算法的轮毂电机直驱赛车行驶策略优化

为了合理制定轮毂电机直驱赛车的行驶策略,缩短完赛时间,提出了基于改进BB-BC算法的策略优化方法。在分析传统BB-BC算法不足的基础上,通过引入混沌逻辑映射的方法,形成改进的BB-BC算法。利用Matlab/Simulink建立了轮毂电机直驱赛车整车优化模型并进行了实车验证,进一步对行驶策略进行优化研究。结果表明,改进的BB-BC算法不仅收敛速度快,而且可有效避免算法陷入局部最优解,优化后的行驶策略缩短了完赛时间,为后续实时策略的制定提供了基础。     

车道线识别中的自适应Canny边缘检测及改进研究

针对Canny边缘检测阈值在车道线识别中不易选取的问题,提出了基于Otsu算法实现自适应Canny边缘检测的方法。实验验证表明,其对远视野道路图像可以获得良好的边缘检测效果,而对近视野道路图像效果较差。进一步提出了目标区域补偿策略改进上述算法。结合Hough变换算法,实现了车道线的识别。实验结果表明,改进的算法可以达到实时获取车道线的要求。     

ISG型混合动力汽车粒子群优化模糊控制研究

针对ISG型混合动力汽车能量分配的控制过程,应用传统的模糊控制存在精度不高、自适应能力有限等问题.提出一种粒子群优化模糊控制的方法.在应用传统模糊逻辑建立控制模型基础上,利用粒子群算法对模糊控制中的隶属度函数进行优化,实现了优化的隶属度函数随环境变化以及负载变化实时跟踪模糊控制器的参数变化.仿真结果表明,与Insigh...     

基于组合优化算法的混合动力客车控制策略优化

结合模拟退火算法全局优化能力强和非线性二次规划算法能够快速寻优的特点,使用Isight优化软件将二者建立组合优化算法对建立的功率解析控制策略进行全局优化。优化结果表明,所提出的组合优化算法避免了模拟退火算法局部优化不强的缺点,提高了优化质量和计算效率;在保证整车动力性的前提下,使整车综合油耗下降了12%。     

多模式混合动力汽车控制策略研究

针对目前混合动力汽车结构的优缺点及发展现状,提出一种双电机双离合器混合动力结构,在该结构下可实现多种驱动形式,综合各模式优势,可充分利用发动机、电机及电池特性,尽可能地节省能耗.在该混动结构下搭建了基于逻辑门限值和基于ECMS的瞬时优化能量管理策略,仿真及试验分析表明,基于ECMS的瞬时优化能量管理策略与基于规则的策略...     

基于自适应网格粒子群算法的多目标配送优化模型

对配送方案的选择提出多目标优化,在满足客户需求的前提下,力求成本最低和各配送中心负荷均衡,建立多目标规划模型。运用粒子群算法对解空间粒子进行局部和全局的搜索,再运用自适应网格算法对非劣解外部集进行更新和维护,保持其规模。实证表明,采用基于自适应网格的多目标粒子群算法对该模型进行求解能够得到均匀分布于解空间的Pareto前沿。结果表明两目标具有一定的悖反关系,据此选择满意解。     

基于列车运行时间偏差惩罚的高速列车节能优化方法

合理的安排列车在区间的运行方式能够有效的降低列车运行能耗。采用基于区间限速的列车工况确定策略确定列车区间运行工况, 以列车运行能耗为优化目标, 以列车运行距离、时间和列车限速等为约束条件, 在目标函数中加入列车运行时间偏差惩罚项, 建立基于列车运行时间偏差惩罚的高速铁路列车运行节能优化数学模型, 采用基于高斯变异和混沌扰动的改进人工蜂群算法对优化模型进行求解。以CRH3-350型动车组数据为例对模型与算法进行验证, 求解结果显示: 考虑列车运行时间偏差惩罚比不考虑列车运行时间偏差惩罚能耗可节省2.5%, 改进人工蜂群算法与基本人工蜂群算法、粒子群算法相比, 在目标值方面分别提高了4.2%和4.1%。采用基于区间限速的列车运行工况确定策略结合能耗优化模型能够满足不同限速和不同区间运行时分要求下的列车运行情况。表明所建模型和设计的算法有良好的求解效率和优化质量。      

基于增益功率燃油系数的HEV能量管理策略

为了优化等效燃油最小能量管理策略的节油效果，以适用于工程批量应用为导向，制定基于增益功率燃油系数的混合动力汽车(HEV)能量管理策略。基于瞬时优化原理，提出基于增益功率燃油系数的工作模式决策机制，根据电机发电或电动引起的发动机功率与燃油消耗率的变化关系，分别给出电机充电和放电模式下增益功率燃油系数的计算方法。考虑发动机扭矩瞬态快速变化对油耗的影响和电机及电池包充放电效率特性，提出发动机高效区域扭矩滞回控制方法，建立基于增益功率燃油系数的能量管理策略算法架构。基于MATLAB/Simulink搭建控制策略软件模型，通过转鼓试验台进行实车试验验证。研究结果表明：相对于等效燃油最小能量管理策略，基于增益功率燃油系数的能量管理策略提升了节油率和舒适性，在全球轻型汽车测试循环(WLTC)工况下的百公里油耗降低了约4.8%，发动机的启停次数降低了约53%；相对于有效燃油消耗率(BSFC)最优工作点控制方法，发动机高效区域滞回控制方法降低百公里油耗约1.8%；与采用基于动态规划的全局优化能量管理策略的仿真结果对比，在不能提前预知工况的条件下，制定的能量管理策略在WLTC工况与新标欧洲测试循环(NEDC)工况下的油耗与理论最优值差距均较小。