基于产气分析的动力电池安全监测方法综述

动力电池作为新能源汽车的核心部件，对于新能源汽车安全性有着重要影响。目前，动力电池由于其内部电化学反应复杂多样，单体热失控现象尚无法完全避免。因此，动力电池热失控早期安全检测十分必要。然而，传统的温度、电压等安全性监测方法难以实现早期预警，而交流阻抗等创新性方法由于成本和准确度问题尚无法商业化应用。近期，研究发现气体相对于温度、电压、爬电距离等参数具有更短的响应时间。因此，通过产气现象早期监测动力电池热安全事件具有重要的研究价值和现实意义。本文系统介绍了通过产气成分早期监测动力电池热失控的原理、验证结果以及优缺点，并讨论了该项技术应用于动力电池产品的可行性及待解决问题，为动力电池安全性设计工作提供参考。     

锂离子电池机械滥用失效机理及仿真模型研究进展

本文中聚焦机械滥用下的动力电池安全研究，总结和分析了锂离子电池在压痕、针刺和压缩等机械滥用条件下的失效机理，并详细阐述了目前针对电池机械滥用仿真的多种分析模型。最后对未来关于锂离子电池机械滥用失效机理、仿真模型和安全设计方面的研究做出展望。     

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。     

车用锂离子动力电池循环寿命衰减预测方法

随着新能源汽车市场占有率不断上升,如何精准预测其装配的锂离子动力电池在实际使用过程中的循环寿命衰减情况成为了重点关注问题。为此,将动力电池特性参数引入灰色预测模型,建立了一种车用锂离子动力电池循环寿命衰减预测方法;利用动力电池循环的小样本信息训练所建立的电池容量保持率迭代算法,对电池在多温度及工况下的容量衰减情况进行预测,并对影响预测方法精度的部分因素进行分析。结果表明：车用锂离子动力电池循环寿命衰减预测方法可以在满足一定精度的前提下,对动力电池循环过程中的容量衰减情况进行有效预测,并具备多温度及循环工况下的适应性。     

动力锂离子电池脉冲功率控制失效影响分析

为验证热管理正常工作条件下大倍率放电对动力电池的影响,在电池最佳工作温度范围,对动力电池进行高倍率充放电循环试验,分析脉冲功率控制失效对电性能及安全的影响。试验结果表明:循环测试500周后,动力电池容量出现30%衰减,在40%SOC(State of Charge,荷电状态)附近直流内阻DCR(Direct Current Internal Resistance,直流内阻)增加约8%是容量降低的直接原因,负极SEI(SolidElectrolyteInterface,固体电解质界面)膜老化及电解液浓度增加是主要机理;同时负极出现析锂,存在安全隐患,正极极片状态正常,分析与电池最佳工作温度控制有关。     

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%。     

磷酸铁锂动力电池常规循环过程中安全特性

动力电池的安全性一直是电动汽车行业关注的焦点。本文对某款磷酸铁锂动力电池,进行了针刺、挤压、热箱等安全滥用测试,以研究该款电池在不同循环时期的安全性变化规律。分析了该电池在经历100~500次循环周期测试后的热稳定性参数和电池循环寿命的关系。结果表明:以自生热放热起始点为参照,循环前的电池并不具有最高的热活性;随着循环次数的增加,该款电池的热活性先增强后减弱。这一现象可归结为:电池循环过程中,电池内部活性物质逐渐活化,逐渐发挥到最佳性能,之后活性又逐渐降低。     

锂电池纳米Si-石墨负极材料表面改性试验研究

介绍了一种对电动汽车锂离子动力电池负极材料纳米Si和石墨表面进行改性试验的研究方法,并对改性后材料的结构特征和电化学性能进行详细分析。结果表明改性后的纳米硅-石墨负极材料具有了更稳定的充放电循环性能和电化学性能,通过对不同条件下进行试验的材料进行对比分析,可以得出将NanoSi和球磨石墨分别氧化改性混合而成的复合材料,极片经300℃热处理后,循环性能十分优异,充放电100个循环后放电容量仍达553.1 mA·h/g。这为纳米硅在锂离子电池负极材料上的实际应用提供了很好的研究思路,展现了纳米硅负极锂离子动力电池在电动汽车市场上的应用前景。     

新能源汽车动力电池检测方法探析

<正>新能源汽车中的纯电动汽车和传统燃油汽车相比，纯电动汽车能源转换效率高、部件少、维护简单，但最大短板在于动力电池及其管理技术，车辆价值很大程度上也取决于动力电池及其管理技术。本文对动力电池的衰减原因进行分析，对动力电池的检测方法进行探析，以期给相关从业人员提供参考。     

低温条件下锂离子电池电、热性能研究

锂离子动力电池系统在低温条件下能量密度和功率密度降低,影响车辆的动力性能和续航里程。针对此问题,文章选定电池供应商提供的锂离子电池模块,根据目前国标和实际工况对电池系统的要求,采用试验的方法得到了电池模块表面温度随不同环境温度、不同充放电状态以及行驶工况下的变化规律。结果表明,随着环境温度的下降,放电平台、放电容量都会变小,而温升会变大;在低温状态下放电平台会经历一个"波谷"阶段;为了保证低温下电池的正常使用,必须对电池进行热管理设计。本文研究结果可为动力电池系统结构设计和热管理设计提供技术支撑。     

锂离子电池内短路形成机理及检测方法综述

对锂离子电池内短路的形成机理及其检测方法进行研究。从内部缺陷、机械滥用、电滥用和热滥用等4个方面对内短路的形成机理进行分析。针对基于模型驱动、传感器信号和机器学习的内短路检测方法进行研究,深入分析不同技术的特点。通过机理分析,得到减少内短路的措施。针对当前检测技术所面临的难点和问题,结合大数据、5G通信和车端云智能网联技术,提出未来锂离子电池内短路检测方法的发展方向。     

电动汽车低压蓄电池自充电策略优化

电动汽车的电气架构通常包括动力电池、整车控制器VCU、蓄电池、DC/DC转换器、高压箱PDU、电池管理系统BMS、充电系统以及高压附件等,在电动汽车未启动或长期放置时,作为其内部的低压用电设备,如收音机、点烟器、仪表灯光系统、整车控制器、BMS等工作电源,对于电动汽车的正常起动起着至关重要的作用。但是,在实际使用过程中,偶尔会因蓄电池亏电,导致整车无法上高压。本文阐述一种在各种工况下的技术控制策略,避免因蓄电池亏电而导致车辆无法起动,保证车辆使用的有效性。     

基于仿真与工况模拟的电池测试技术的研究及应用

分析当前电池和动力台架测试过程中采用的测试方法和测试设备;通过电池仿真模型和工况测试模型的搭建,并应用于BTS设备,实现了模拟真实工况测试电池和为被测设备提供模拟真实电池的目的。     

新能源电池包通讯与控制技术研究

随着新能源汽车越来越普及,新能源汽车电池包通讯以及控制技术也越来越成熟,本文介绍了新能源汽车电池管理系统的组成以及与其他模块的功能结构,并简要概述了交流电充电系统控制逻辑的基本原理,进一步阐述了电池包通讯以及控制技术的重要意义。     

电动汽车锂离子电池燃烧风险与控制

针对电动汽车上锂离子动力电池的化学能量释放出现电池燃烧和电解液泄漏,导致有毒气体、整车燃烧或爆炸的问题,介绍了该问题的市场现状、标准法规要求,同时分析了热失控和热失控扩展的机理,以及导致热失控的各种诱因,并进一步分析了从电池设计、整车开发、车辆使用到安防等环节的各种风险因数,以及对应的风险控制方案。     

车用锂电池PP隔膜机械失效导致内部微短路的机理研究

车用锂电池在工作过程中会经受机电热的耦合作用,其中机械滥用是引发锂电池内部短路的最主要风险之一,很可能导致严重的起火事故。隔膜的机械完整性是防止锂电池在机械滥用条件下发生内部短路的关键因素。通过综合的力学测试发现,不同尺寸的压头导致PP隔膜两种截然不同的变形和失效模式。最后分析了触发锂电池内部微短路的机理,并通过力学试验和理论分析提出了锂电池内部微短路下的隔膜临界位移准则。     

车用锂电池SOC估算法研究进展

文章介绍电池热管理技术(BMS)的一项关键技术即荷电状态(SOC)的几种估算方法及多种方法综合应用。在此基础之上分析了多种方法的综合应用及新型的研究方法、各自方法的优缺点和适用场合。进一步明确了SOC算法的发展趋势,为今后锂电池荷电状态估计方法的创新发展提供了一定的参考。     

铅酸蓄电池技术的发展

详细介绍铅酸蓄电池技术进步及性能的提高。指出由于其具有价格便宜、技术成熟、生产一致性好和比功率高等特点,仍将是低成本电动车辆动力源和传统汽车辅助电源的选择。     

起动用免维护铅酸蓄电池使用与保养维护

介绍了起动用铅酸蓄电池的养护一般要求,分析影响蓄电池亏电的因素,并介绍了两种不同的蓄电池补电方法及注意事项。为蓄电池的使用及保养维护提供理论和现实依据。     

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

为了降低换电技术的实施难度和成本,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。通过合适的控制策略,在保证动力平稳输出的情况下,调整电机功率以匹配主、副电池包的端电压,实现供电电池包的灵活切换。为探究双源电池系统的老化规律以及验证其在全生命周期成本上的优势,匹配"大主电池包+小副电池包"和"小主电池包+大副电池包"2种双源电池系统方案,设计具有代表性的城市、城郊和高速等行驶场景以及工作日、休息日的出行和充电方案;采用AutoLion-ST软件建立双源电池包和相同总容量的单个大电池包的电化学老化机理模型,嵌入到AVL/Cruise搭建整车仿真平台中进行联合仿真。研究结果表明:虽然所提出的双源电池系统相比单个大电池包在相同工况中的放电倍率和深度更大,导致老化速率略有加快,但由于双源电池系统中主、副电池包的利用率更高,其全寿命里程之和相比单个大电池包方案反而有17%以上的提升;结合电池梯次利用模型和近年来电池价格的统计结果对全生命周期成本进行计算,认为双源电池系统方案在保证换电运营商获得一定盈利空间的情况下,可以降低全生命周期总拥有成本。