锂离子电池组冷却技术研究进展

锂离子电池在电动汽车、船舶电力推进等领域前景十分广阔。然而锂离子电池大规模成组使用时,热问题凸显,制约了锂离子电池在上述领域的广泛应用。锂离子电池组冷却技术能保证电池组在安全温度范围内运行,是保障锂离子电池成组后性能发挥与安全工作的关键技术。该文将当前锂离子电池组冷却技术分为风冷、水冷、新型冷却技术和耦合冷却,并分别概述了每种冷却技术的研究进展与结构改进。     

锂离子电池成组安全技术研究进展

锂离子电池在新能源汽车、电动游船和储能电站等领域具有广阔前景。然而锂离子电池在向上述领域拓展时,安全问题凸显,制约了其大规模商业化应用。该文从锂离子电池组系统角度,将锂离子电池成组安全技术概括为:电池组管理技术、冷却技术、安全结构技术、应急技术4个方面,并分别概述了每项安全技术的研究进展。     

中型AUV锂离子电池系统设计研究

中型AUV具有续航力强、载荷量大等优势,在长航程科学观测、大载荷搭载等任务领域有较好的应用前景。本文根据某中型AUV的任务需求和指标进行锂离子电池系统设计,基于21700圆柱电芯,对电池成组方案、焊接工艺、电路设计和BMS设计等进行研究,并进行了相关性能测试和分析。试验结果表明,21700圆柱电池在中型AUV锂离子电池系统中具有较好的适用性。     

锂离子电池仿真模拟及其应用综述

在可循环充放电的二次电池中,锂离子电池以其更高的能量密度和更好的电性能,成为全电动车(EV)、混合动力电动车(HEV)和储能等应用领域的首选电源。但由于锂离子电池存在安全性风险,且工作时对温度依赖性大,尚未在这些领域开展广泛的商业化应用。为发挥锂离子电池优良的电化学性能,并降低其安全问题风险,大容量锂离子电源系统需要设计优良的热管理系统,维持锂离子电池在合适温度区间工作,而仿真模拟技术则是辅助热管理系统设计的关键技术。本文综述了锂离子电池热仿真模拟的数学模型,锂离子电池在工作状态下温度预测的仿真模拟,及仿真模拟在电池组设计中的指导作用,并且提出电池组热模拟顺序的建议。     

锂电池船用安全风险分析及防控策略

通过对不同锂离子电池正常工作和热失控的化学机理的对比分析,识别出不同锂离子电池的安全本质区别,初步确认锂离子电池热失控两个非常重要的因素是热量和氧气,依据热失控过程中是否释放大量的氧气,将船用锂离子电池划分为1级和2级两个安全等级.结合电池船用潜在风险、船舶结构和航行环境特点,将电池系统与船舶布置综合考虑,提出多层级安全防护策略.针对不同安全等级的锂离子电池在防控措施实施的差异化,提出船用锂电池从电芯到系统,再到全船的整套安全防护措施.     

锂离子蓄电池在非核动力潜艇上的应用研究

简要介绍了铅酸电池在常规潜艇传统柴-电动力推进系统中的应用历史,以及在长期使用中发现的问题。指出了替换或改进该蓄电池的必要性,重点论述了锂离子电池的优点以及在潜艇上的适用条件,描述了国内外锂离子电池研制的进展以及在潜艇动力系统的应用可能性,并对比了两种蓄电池的优点与不足。结果显示:锂离子电池的电能密度比铅酸电池高2倍,而相同电能的电池重量却减轻一半。     

锂离子电池在滥用条件下的安全性研究

随着锂离子电池在动力、储能等领域的广泛应用,电池的安全性已成为一个重点研究对象。影响锂离子电池安全性的因素主要包括关键材料,结构和工艺设计,生产加工和使用等方面。本文主要对各种滥用条件影响锂离子电池安全性的反应机理,研究成果和安全性测试标准等进行了分析概述。在各种滥用条件下锂离子电池的失效主要来自于机械外力、电气、热和环境滥用几个方面,目前的研究成果中关于锂离子电池热失控的反应机理及影响因素等方面的研究已经非常深入,但在其他方面仍需进行进一步的研究与提升。随着锂离子电池在更多领域中的应用现有的安全测试标准也需要及时修订与完善。     

锂离子动力电池装艇适用性研究

通过对锂离子动力电池的技术特点分析归纳,结合其装艇适用性方面所遇到的组合特性、能量适配性以及成组电池安全性问题开展分析,利用离线仿真、半实物仿真的技术手段进行了探讨.从系统可靠性的角度考虑,对潜艇用锂离子动力电池各种组成结构进行仿真建模分析,提出了潜艇总体对锂离子动力电池模块的组合特性要求.搭建了半实物仿真测试平台,编制模型程序对锂离子单体动力电池采用与实际使用环境一致的恒功率放电模式进行缩比测试,得到了恒功率放电特性曲线,科学评判了其能量适配性.同时从潜艇安全性设计的角度考虑,提出了总体对锂离子动力电池模块的容量设计准则,并对潜艇用锂离子动力电池组安全措施设置提出了基本要求.     

锂离子动力电池安全性研究进展

锂离子电池的安全问题越来越受到重视。本文从锂离子电池安全性特点着手，对锂离子动力电池的安全性研究进行了全面的阐述，从电池设计、电池材料、电池制造和电池使用等方面分析了影响电池安全性的各种因素以及解决方案。     

锂离子电池安全性设计

锂离子电池的安全性问题是其固有特性,正负极材料、电解液及其添加剂、电池的结构以及制备工艺条件都对锂离子电池的安全性有重要的影响。合理的电极、电池结构、电池使用、成组技术安全性设计可提高锂离子电池使用安全性。     

提高锂离子动力电池安全性能的方法

本文介绍了提高锂离子动力电池安全性各种方法.通过加装安排气口,加装正温度系数电阻元件,改进正极材料、电解液和隔膜,加强电池设计和生产过程管理,采用电池管理系统均可提高锂离子动力电池安全性.     

锂离子电池负极材料的研究进展

本文阐述了锂离子负极材料的基本特性,综述了碳类材料、硅类材料以及这两种材料形成的复合材料作为锂离子电池负极材料的研究及开发应用现状.     

锂动力电池成组规模及结构形式对绝缘性影响

本文以UUV用锂动力电池组为对象,研究电池模块串、并联关系对成组绝缘性能的影响,结果表明电池成组规模越大,绝缘性能越差.考察了锂电池组不同部位的物理隔离对成组绝缘性的影响,结果表明对电池模块与模块、电池组与UUV舱体间采取绝缘防护,可有效提升电池成组绝缘性能.     

AUV动力电池技术的应用现状及展望

从能量密度、循环寿命和安全性等方面介绍常用动力电池的特点,主要类型包括铅酸电池、锌银电池等传统电池和锂电池、燃料电池等新型电池。结合AUV的发展前景,对AUV对动力电池的发展要求进行分析,对AUV的充电方式进行总结,介绍锂电池管理系统的功能,以期能为新能源驱动的AUV研究提供一定参考。     

一种游船多模混合推进动力系统设计

本文提出了一种游船多模混合推进动力系统,该系统以电力推进系统为基础,以柴电、锂离子电池、太阳能电池等作为动力源,具有噪音低、效率高、绿色环保等特点。文中对系统指标、系统方案、系统关键技术等进行了介绍,并分析了系统的可改进之处。     

方形锂离子电池热失控情况下的热管理研究

为了研究某种方形锂离子电池中单个电芯发生热失控事故时电池的整体性能,本文利用ANSYS软件进行热仿真分析,同时通过实验对电池中单个电芯进行过充强制其发生热失控分析热失控。模拟过程中根据电池箱中电芯和冷却装置的结构特性对电池三维模型进行简化,通过设置均匀热流密度内热源来模拟电池发热过程。热失控实验时对单个电芯进行强制性的过充使电芯发生热失控至电芯过压保护。结合模拟仿真和热失控实验中电池系统的温度分布情况,模拟结果和实验结果十分接近从而验证了仿真模型的准确性。根据热失控仿真结果中的电池系统温度分布云图,该型电池的冷却装置能够保证在单个电芯发生热失控的情况下整个电池的安全性。     

基于SOC估算的船用锂电池组健康管理研究

船用锂电池是新能源船舶的重要设备,如何精确的估计锂电池的荷电状态以及根据船舶运行工况进行对锂电池组的健康管理是保障船舶安全经济运营的关键。通过Vmin无迹卡尔曼滤波法对船用锂电池组的荷电状态(SOC)估计,仿真验证了Vmin无迹卡尔曼滤波法在估算电池组SOC时有较高精度；同时,结合船舶运行工况研发锂电池组健康管理策略,对船用锂电池组的SOC,单体电压,电流,光伏发电功率多参数综合分析,把电池状态分为健康,亚健康,不健康三种状态。实船运行表明,该电池组健康管理能保障锂电池组工作在安全范围内,有效促进船舶的安全运行。     

锂离子电池测试系统的设计与实现

针对锂离子电池的试验、特性测试和评估要求,设计了锂离子电池测试系统。本文介绍了锂离子电池包的组成、结构;介绍了锂离子电池测试系统的功能和结构组成,详细叙述了锂离子电池测试系统的硬件设计、通信设计、软件设计及实现。