融合经验老化模型和机理模型的电动汽车锂离子电池寿命预测方法研究

为提升实际应用中锂离子动力电池寿命预测精度，本文中提出一种融合经验老化模型和电池机理模型的电池寿命预测方法。该方法以基于经验老化模型SOH预测值作为卡尔曼算法的先验估计，以基于机理模型估计电池未来容量衰减量进而预测得到的SOH作为卡尔曼算法的后验修正，从而实现对锂离子电池寿命的准确预测。基于电芯试验数据的动力电池寿命预测算法验证结果表明，锂离子动力电池剩余寿命预测误差≤5.83%、基于实车数据的锂离子动力电池的剩余寿命预测误差≤8.12%，取得了良好的预测效果，丰富了锂离子动力电池寿命预测的方法。     

电动车用动力电池寿命预测及验证分析

电池的使用寿命评估较为复杂,需要大型高低温箱、高功率充放电测试等设备,通过设定温度与循环工况,对动力电池总成进行模拟整车实际工况的试验验证,耗时长,费用高。文章基于市场iEV4纯电动车运行电池数据,得出第1年度容量衰减率=固有衰减率;第2...n年度容量衰减率=电池单体循环衰减率。利用模组4个月的温度循环数据,获得动力电池总成4年的整车实际使用工况下的容量衰减,结果表明单体循环寿命可准确预测动力电池总成的使用寿命。测试时间短,测试费用低,准确性高,具有较强的参考价值。     

纯电动公交车动力电池寿命测试行驶工况的研究

基于纯电动公交车采集的运行数据,提出了一种分析动力电池行驶循环特征的方法.该方法首先综合分析公交车行驶过程中的功率分布情况,接着利用主成分分析方法验证测试工况与样本总体的主要特征量之间的相关性,最后分别采用恒流恒压、标准动态应力测试和本文中提出的简化的北京纯电动公交动态测试工况进行锰酸锂电池的寿命试验,结果表明,不同功率分布和功率持续时间对动力电池的容量衰退速率产生了不同的影响,所提出的简化动态测试工况为准确预测车用动力电池的使用寿命提供了依据.     

基于灰色模型的车用三元锂电池循环寿命试验研究

通过不同温度下的车用三元锂电子循环寿命试验,分析使用环境对车用三元锂电池循坏寿命的影响;同时,基于灰色模型建立锂电池寿命预测模型,并用试验数据验证模型预测的准确性。结果表明：在相同充放电倍率条件下,环境温度越高,车用三元锂电池的容量保持率越低;所建立的灰色模型预测精度较高,可在适当范围内用于车用三元锂电池的寿命预测,为三元锂电池的控制策略优化提供数据支持。     

锂离子电池性能衰退机理与故障预警策略研究

针对新能源汽车用锂离子动力电池在车载复杂工况下，由于老化过程造成整车性能下降以及产生安全隐患的问题开展研究。分析锂离子电池老化机理，研究老化路径对衰减过程的影响；对当前常用的电池模型方法进行了总结，并着重介绍了动力电池电化学- 热- 机耦合仿真模型；分析了实际应用下锂离子电池伴随老化过程可能出现的风险，归纳了主要容量衰退分析方法。研究表明，基于动力电池云端控制的故障预警方案将是动力电池整车应用未来的发展方向。     

车用锰酸锂电池使用寿命的试验研究

基于混合动力城市客车在北京公交线路运行的实测数据,制定了车用锰酸锂电池使用寿命试验的循环工况,在此工况基础上对某型号车用锰酸锂电池组进行使用寿命试验,通过对5 000循环试验中电池容量衰减数据进行拟合和外推,来预测电池的使用寿命.另外,在分析影响电池使用寿命因素的基础上,提出了一种加大电流的电池寿命强化试验方法,并给出电池寿命的换算公式.     

车用锂离子电池放电区间与容量衰减关系的研究

锂离子电池寿命通常与电极材料、充放电倍率、放电深度、放电区间和使用环境温度等因素有关。本文中针对一款车用的锂离子电池,研究放电区间对其容量衰减的影响,并通过试验测得的电量增量曲线分析电池的衰减机理,明确电池锂离子和电极活性材料的损失均是导致不同放电区间下容量衰减的因素。最后,利用放电曲线重构的方法,定量分析了容量衰减与可用锂离子和正负极活性材料损失量的关系。     

动力电池低温热管理系统评价技术研究

电动汽车的普及对动力电池相关的技术提出了更高的要求,使电池保持在合适温度区间工作的动力电池热管理 系统已经成为各大厂商的核心技术需求。由于锂离子电池在冬季低温环境下性能下降、寿命衰减尤为明显,低温热管理 技术更是近年来动力电池研究的重点。从锂离子电池在低温环境中的性能劣化机理出发,对低温热管理系统的发展现状 进行了综述,并结合最新研究进展,归纳了一套电动汽车低温热管理评价方法。     

车用动力电池循环寿命测试工况的研究与展望

循环寿命是动力电池的核心技术参数,循环测试工况是动力电池寿命测试的核心内容。为进一步完善动力电池循环测试工况,文章首先分析了中国乘用车行驶工况（CLTC-P）、新欧洲驾驶循环（NEDC）等国内、海外标准及学术界车辆行驶工况,介绍了理论计算和实车测试两种车辆行驶工况向动力电池工况转化的方法,梳理了国内外动力电池循环工况情况,并展望了未来动力电池循环工况完善方向。文章将对动力电池循环工况的完善提供参考。     

基于柴油机考核工况的活塞高周疲劳寿命预测

针对柴油机台架耐久性试验规范规定的柴油机考核方法及工况,建立了多工况循环载荷作用下活塞高周疲劳寿命预测流程;采用Abaqus有限元分析软件建立活塞温度及应力计算模型,通过与试验数据对比进行模型标定,计算了各工况下活塞温度场及应力;采用Femfat软件考虑温度场及各种修正因素的影响对活塞单工况下高周疲劳寿命进行预测,采用双线性累积损伤准则对柴油机考核工况下活塞疲劳寿命进行预测。结果表明:采用双线性累积损伤准则可便捷地进行多工况周期性载荷下活塞高周疲劳寿命预测;活塞冷却油腔位置处寿命最低,但可满足柴油机考核使用要求。     

基于粒子滤波算法的动力电池容量估计模型研究

针对基于双指数模型和多项式模型的粒子滤波算法估计动力电池容量精度低的问题,提出一种融合指数项和多项式的组合模型估计动力电池容量,通过分析粒子滤波算法运行过程中双指数模型和多项式模型的参数迭代更新状态,提取两模型中的关键项形成组合模型,并分别以实验室条件下和用户工况下动力电池容量数据对组合模型进行验证。结果表明,两种条件下基于组合模型估计的动力电池容量精度均高于基于双指数模型和多项式模型估计的精度。     

磷酸铁锂电池循环寿命的加速试验验证方法

为建立一种电池容量衰减的加速试验评估方法，分别在 15 ℃和 25 ℃下，选取 0.5 C、1.5 C、2.0 C 充电倍率作为变量进行寿命循环试验，获得容量衰减数据；应用机器学习中的Lasso 回归方法对数据进行三次多项式、二次多项式、一次多项式及不同正则化力度的拟合，确定适于当前数据的拟合方程；以充电倍率作为应力输入的逆幂律模型，建立以多项式系数为寿命特征的加速循环寿命模型，预测曲线任一点寿命。试验结果表明，该方法预测效果较为准确，具备一定的参考价值及应用意义。     

基于特征电压模型的锂离子电池容量估计与RUL预测

锂离子电池的容量与剩余使用寿命预测对提高其安全性具有重要的意义.该文提出一种基于改进粒子群滤波(PF)算法与特征电压关联模型的锂离子电池容量估计与剩余使用寿命预测方法.提取放电曲线中的特征电压,建立特征电压循环次数及特征电压容量2个关联模型;应用改进PF算法对2个关联模型的参数进行辨识,以实现容量的在线估计与剩余寿命的...     

基于行驶工况的磷酸铁锂电池寿命模型研究

针对电动汽车在行驶过程中电池的放电电流不断变化,采用恒流充放电条件下建立的电池寿命模型来估计电池的寿命将带来较大误差的问题,本文中在对某一现有磷酸铁锂电池恒流充放电容量衰减模型进行实验验证的基础上,推导了电动汽车行驶工况条件下,磷酸铁锂电池的循环工况寿命预测模型,并采用NEDC循环工况对该模型进行了实验验证。结果表明,采用该模型能较准确地对电动汽车行驶过程中的寿命进行估计。     

融合K-means聚类和序列分解的实车锂电池剩余使用寿命预测

电动汽车锂离子动力电池健康状态（SOH）衰退过程受使用工况影响存在较多波动,导致模型预测精度下降,在锂电池剩余使用寿命（RUL）短期预测时,SOH波动情况不可忽略,为了准确预测SOH短期内波动情况,须从实车上传的锂电池运行数据中提取有效的健康因子。本文建立一种联合分布特征输入和序列分解融合的锂电池RUL预测方法,使用K-means聚类方法构建车辆锂电池运行过程的联合分布特征,并通过S-G滤波器对SOH衰退曲线进行序列分解,分别使用长短时记忆神经网络（LSTM）和多层感知机（MLP）对趋势部分和波动部分进行预测,融合得到最终预测结果。理论分析和实车采集数据验证表明,融合模型可以在预测车辆锂电池RUL短期衰退趋势的同时预测SOH的波动情况,有较高的短期预测精度。     

电动汽车锂离子电池脉冲加热技术研究进展EI北大核心CSCD

低温环境下,电动汽车锂离子电池存在可用容量降低、充电困难和循环寿命衰减等问题,严重制约了锂离子电池的应用,因此,确保锂离子电池在合适的温度范围内运行至关重要。电池脉冲加热技术具有加热速率快、温度均匀性好和系统结构简单等优势,是解决锂离子电池低温应用难题的有效手段。本文中从脉冲加热方案、脉冲控制参数和脉冲加热策略3个方面对脉冲加热技术的研究进展进行了综述。首先,介绍现有脉冲加热方案优劣势,其次,总结不同脉冲控制参数下锂离子电池的温升和容量衰减特性,最后,对比不同脉冲加热策略对锂离子电池低温性能的影响,指出脉冲加热技术未来发展的方向。     

关于电动自行车用锂离子蓄电池

介绍了最近对电动自行车用锂离子蔷电池摸底评估的情况。相比于电动自行车用阀控铅酸蓄电池，锂离子蓄电池有比能量高、容量受温度影响小、低温时容量衰减少、容量随循环衰减率小、大电流放电容量高等优势，在电动自行车上应用将会有很好的前景。但是，存在的问题还较多，导致实际使用的寿命不长，将会给用户带来麻烦，影响消费者对锂离子蓄电池的...     

车用大尺寸锂离子动力电池性能的仿真与分析

为探究车用大尺寸锂离子动力电池内部性能不一致性,基于伪二维理论,建立了二维仿真模型。引入集流体区域电势分布及边界条件,对10~150 cm不同长度电极的电池建模仿真,分析了倍率性能、容量发挥率、阻抗等电性能及局部析锂。结果显示:长度为100 cm的电池在3 C大倍率充电时正极集流体压降高达0.1 V,充电容量发挥率仅为82.2%,极化内阻接近10 cm的2倍;电流密度分布不均造成充电至85 s时就出现局部析锂;充电截止时刻极耳区域温度比中部高出8.6 K。因此,对车用大尺寸锂离子动力电池,亟需对结构进行优化设计和提高电池热管理能力。     

纯电动汽车复合储能系统参数匹配及控制策略

为了解决纯电动汽车用动力电池功率密度低、大电流充放电能力差和循环使用寿命短等问题,以超级电容与动力电池组成的复合储能系统为研究对象,提出了基于典型循环工况的复合储能系统参数匹配优化方法;在满足各循环工况对复合储能系统能量需求与功率需求的前提下,以动力电池容量和超级电容容量为优化变量,对复合储能系统总成本与总质量进行了多目标优化。在此基础上,根据电机需求功率及超级电容荷电状态,以减小动力电池输出电流为目标,制订了基于滤波思想的基本规则控制策略;为更好地适应不同的循环工况,提出了复合模糊控制策略,其中主模糊控制器基于电机功率需求、动力电池荷电状态和超级电容荷电状态得到动力电池输出功率初次分配系数,子模糊控制器根据电机功率需求和超级电容当前荷电状态与其目标值的差值得到动力电池输出功率修正系数,二者协同作用得到动力电池最佳输出功率,并对整车动力性、经济性、动力电池电流和温度特性进行了仿真分析。结果表明:采用所提出的复合储能系统及2种控制方法与单一动力电池的纯电动汽车相比,百公里加速时间分别缩短了6.89%和9.85%,NYCC工况下总能耗分别降低了14.15%和19.08%,动力电池最大电流分别降低了63.4%和65.17%,动力电池温升分别降低了22.87%和61.53%。     

车用动力电池“呼吸效应”的研究

车用锂离子动力电池在充放电过程中由于电极材料中锂离子的脱出和嵌入而产生的"呼吸效应"受电池材料、环境温度和充放电倍率等的影响较大,且与电池的健康状态有密切关系。本文中为一款车用锂离子电池设计并制造了电池厚度的测试装置,用来研究电池在不同倍率、不同温度下的"呼吸效应"。结果表明,倍率越大,温度越低,则电池的"呼吸效应"越弱。