电动汽车动力电池热失控故障诊断研究

基于电动汽车动力电池各类起火燃烧的故障现象，查找电动汽车在各种使用工况中产生动力电池热失控的诱因，结合动力电池结构特点与锂离子电池锂枝晶产生因素，针对各类引发动力电池热失控的诱因进行故障诊断分析，通过故障产生机理提出预防措施优化电动汽车使用方法，提出一套合理有效的电动汽车使用方案，推荐电动汽车柔和驾驶和安全驾驶，提高驾驶员和乘坐员的安全防患意识，减少或避免各类诱因引起动力电池热失控，提高电动汽车使用的安全性和可靠性。     

电动汽车防火安全策略研究

动力电池热失控是电动汽车安全事故的致命隐患,为了减少电池热失控而引发的一系列电动汽车自燃事故,文章对电动汽车自燃和电池热失控的机理进行分析,从电池包防火能力、电池热失控预警系统、整车非金属阻燃性能几个方面,来提升电动汽车的整车防火安全能力,并对电动汽车的防火安全提出了合理化建议。     

三元锂离子动力电池针刺热失控实验与建模

针对纯电动汽车锂离子动力电池存在的一个潜在安全问题,即热失控现象,本文中对某三元锂离子动力电池最为剧烈的一种热失控,即针刺热失控的过程进行研究。通过混合脉冲能力特性实验、热箱加热热失控实验和基于已有模型,搭建了描述针刺热失控过程的集总参数模型,并进行了实验。针刺模型的预测结果得到了针刺实验的证实,这为后续的研究和系统开发奠定了基础。     

电动汽车动力电池使用安全性研究

针对电动汽车自燃事故，结合电动汽车动力电池分类和结构原理，分析电动汽车使用过程中动力电池的安全隐患，探讨动力电池热失控机理和锂枝晶产生因素；在动力电池温度控制、充放电工况和车辆使用上提出优化方法，提升动力电池的使用安全性，避免动力电池出现锂枝晶后引起热失控导致电动汽车自燃；最后给出了电动汽车使用的保护措施。     

材料稳定性对锂电池热失控影响

为了提高锂离子动力电池使用安全性,减少因电池热失控引发的电动汽车安全事故。文章建立了锂离子电池热失控模型,仿真分析材料热稳定性对热失控影响分析。当正极材料和电解液的分解温度较低时(170℃/200℃),不论传热系数为5W/m~2/K还是10W/m~2/K,电池均发生了热失控现象。而正极材料和电解液的分解温度较高时,均未出现热失控的现象。     

基于超声测量及神经网络的锂离子动力电池SOC估算

准确地估算电动汽车动力电池的荷电状态(State of Charge,SOC)对电动汽车的安全驾驶和及时充电至关重要。基于超声测量和神经网络提出一种动力电池SOC估算方法。该方法对动力电池施加一个超声波脉冲,超声信号经过电池后得到反馈脉冲波,并以反馈波形的峰峰值作为神经网络的输入来建立模型,从而对动力电池SOC进行估算。试验结果表明,对于放电以及充电过程,SOC估算误差都仅为1%。     

电动汽车用NiMH电池建模及基于状态空间的SOC预测方法

电动汽车的电池管理系统需要精确、可靠的电池荷电状态(SOC)预测器。针对氢镍(NiMH)电池，提出了一种集总参数等效电路模型，介绍了通过实验获得电池参数的方法。该模型考虑了温度对电池参数的影响，能反映电池充放电的动态过程。文中用状态空间描述了R—C电池模型，在此基础上建立了一种新的基于状态空间的SOC递推算法，并对电池的充放电过程进行了仿真计算。分析表明，提出的SOC估计方法同样可用于其它类型的动力电池。     

混合动力汽车电池放电终止状态判断方法

分析比较几种判断铅酸电池放电终止状态的方法，指出这些以恒流放电特性为基础的放电终止状态判断标准不适于在变电流放电状态下工作的混合动力电动汽车用电池；U-C曲线斜率法考虑了变电流放电因素，适用于混合动力电动汽车电池管理系统对电池终止放电状态进行实时判断。     

大数据技术在动力电池异常监控中的应用

新能源电动汽车其安全性一直困扰着行业与市场的发展,传统电池管理系统(BMS)储及计算能力不足,难以实 现动力电池的异常状态预测,基于车联网数据,搭建了大数据监控与管理平台,提出了动力电池热失控关键算法,并实现 了算法的平台集成与应用。应用结果表明,此系统应用能够有效评估和预测动力电池潜在安全风险,并能及时有效地指 导安全处置,从而降低整车安全事故发生概率。     

汽车电池均衡管理技术分析与探究

通常纯电动汽车的动力电池是由若干单体电池组合而成,每一个单体电池荷电状态会存在一定程度的差异,而此差异会直接决定动力电池的使用性能,因此需要对动力电池进行均衡管理。其中锂离子动力电池的主要研究集中在电池单体技术、热管理技术以及能量管理技术等方面,因此BMS（电池管理系统）对动力电池均衡系统尤为重要。本文通过对电池均衡管理系统进行基本的介绍,并建立电池等效模型,为后续电池均衡模型的仿真提供理论参考,进而为电池均衡管理提供重要的研究价值。     

基于迭代动态规划的动力电池组热管理优化策略

动力电池在电动汽车行驶过程中不断产热,持续高温会降低电池的使用寿命,危害汽车的运行安全。因此,采取高效、节能的冷却优化策略,提高动力电池工作效率十分必要。本文基于电池的生热特性和牛顿冷却定律建立电池组集中质量热模型,并与AMESim中建立的电池液冷系统模型进行对比,验证其准确性。针对电池热管理系统的高度非线性与时变性,提出一种在多维搜索空间迭代逼近最优值的迭代动态规划（IDP）策略。通过MatLab-AMESim联合仿真对比,证明了此方法以最小的能耗对电池组温度进行快速冷却,且冷却液流速稳定,验证了IDP优化策略的高效性与节能性。     

红外测温技术在动力电池热管理系统中的应用

动力电池作为电动汽车的关键部件和关键技术,其性能的发挥与电池一致性控制、电池监控和管理及整车匹配技术密切相关,其中电池的热管理对于电动车辆的可靠安全运行意义重大。红外测温技术利用红外探测技术获取设备的红外辐射状态的热信息,然后转换成温度进行显示,作为一种新型的非接触式测量技术,在动力电池热管理系统中具有应用良好的应用前景。     

锂离子动力电池系统热失控扩展特性试验研究

锂离子动力电池系统热失控扩展是造成电动汽车火灾事故的主要原因之一,文章以由圆柱形锂离子电池构成的动力电池系统为试验对象,采用加热触发单个电芯热失控的方式,通过采集电芯和模组的电压、温度等特征参数,对电芯热失控及在模组和系统范围内热扩展特性进行分析与研究。试验结果表明,电芯热失控诱发热扩展过程较为短暂,约5 s引发第二节电芯热失控;热失控发生前,触发电芯的负极采样温度高于正极,且负极温变速率平稳;热失控发生后,受正极喷射火焰影响,与之直接串接模组存在更高风险,在热扩展中受影响最大。     

基于电化学机理的动力电池老化模型研究*

针对电动汽车的动力电池老化试验需要消耗大量时间与资源等问题,从电化学机理出发建立动力电池老化模型,该模型能反映电池寿命与荷电状态、环境温度以及放电深度等电池寿命主要影响因素间的关系,通过动力电池的静置老化试验验证了该模型的准确性。在计算机环境下完成该模型的搭建,并开展了不同电池存储方案下电池老化情况的仿真,在较短的仿真时间内模拟电池老化过程,降低了电池老化情况的验证成本。     

电动汽车用动力电池模型研究进展

电动汽车用动力电池的动态性能在线监测是全球范围内的技术难题,如何建立准确的电池模型实现电池性能参数的在线监测成为电动汽车研究的核心。文中介绍了电池模型建立的影响因素;综述了已开发的不同类型电池模型,结合衡量电池模型的主要因素,对不同模型的特点进行了分析与比较,并提出了电池模型的研究方向。     

基于大数据的车用动力电池开路电压估计方法研究

开路电压是电动汽车动力电池的重要参数之一,对电池电量(SOC)参数的估计具有关键作用。然而,在电动汽车实际使用过程中,动力电池的稳定开路电压状态却往往很难得到。传统的试验获取开路电压的方法难以满足动力电池复杂的实际工况条件。为准确获取实车动力电池的开路电压值,通过大数据分析电动汽车在充电完成状态及下次启动状态的动力电池电压状况,利用随机森林回归(RFR)算法预测动力电池电压变化特性,实现了对充电完成状态的开路电压预估,估计精度可以达到87%,为SOC标定、电池等效电路参数辨识和SOH估计工作实现奠定了基础。     

便携式车辆动力电池绝缘监测仪的设计研究

动力电池作为电动汽车行驶安全的关键部分,为了能够监测动力电池实时绝缘状态,本文设计了一种便携式绝缘监测仪,搭建了绝缘监测系统理论模型,利用Simulink仿真模拟验证其有效性。对绝缘监测仪进行了软硬件设计,通过台架实验分析测试数据得出,绝缘监测仪检测误差在5%以内,具有较高的检测精度。该监测仪可实时监测动力电池绝缘阻值,根据阈值判断动力电池绝缘故障,能够及时切断电池输出并声光报警,满足应用要求。     

深度混合动力轿车动力合成系统的热平衡研究

新能源汽车的三大核心技术电机、电池、电控中结合新材料、新技术的动力电池,作为新能源汽车的动力来源,是车辆动力性、舒适性、安全性的最终保证。当前的纯电动汽车在续航性能来说,性价比还不能尽如人意,在当前技术和产业链形势下,混合动力汽车则是一条有效途径。同时,新能源汽车的动力电池和内燃机的热管理系统,对未来新能源混合动力汽车设计有着重大的意义。     

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。     

电动汽车用功率型锂离子电池的针刺安全特性研究

为揭示电动汽车用功率型锂离子电池的针刺安全特性，针对18650、21700功率型锂离子电池，通过搭建电池针刺特性试验平台，借助基于电池内、外电路电子流向的经典内短路模型，探究了不同荷电状态（SOC）、针刺速度、刺针直径以及电池尺寸等关联影响因子对电池针刺安全特性的影响。试验结果表明：荷电状态越高、针刺速度越快、刺针直径和电池尺寸越大时，电池针刺热失控的发生风险越高；当18650、21700功率型锂离子电池的荷电状态分别在40%、20%范围内时，电池具有较好的针刺安全性。