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。     

温度对磷酸铁锂电池性能的影响

主要从放电容量、放电中值电压、放电能量三个方面研究了低温阶段(25℃至-20℃)与高温阶段(25℃至60℃)两阶段温度对磷酸铁锂电池性能的影响,同时还对比了低温(-20℃)充放电与常温充电低温放电两种情况下放电容量,最后考察了48V/180Ah电池组(15串)在充放电过程中电池组内不同区域的温度场分布情况。实验结果表明:对于实验的样品,低温对电池影响较大,-20℃是其低温坎;高温下电池性能变化不明显,温度50℃以上,电池性能开始下降,推荐使用温度范围0℃～50℃;常温充电相比低温充电其放电容量仅提升10%;电池组在使用过程中,最内部的单体与最外面的单体温度差异可达12℃。     

低温对纯电动汽车动力电池系统性能的影响分析

以某搭载磷酸铁锂动力电池系统的轻型商用电动车为研究对象,对比分析了动力电池在低温-10℃及常温25℃时的充电时间、能量、续航里程、百公里能耗、输出功率。研究了在-10℃低温环境下,以40 km/h匀速行驶时系统电压及单体温度的变化规律。分析结果为低温环境中纯电动汽车的动力性能研究和电池管理系统低温策略提供依据。     

温度对磷酸铁锂电池性能的影响

主要从放电容量、放电中值电压、放电能量3个方面研究了低温阶段与高温阶段两阶段温度对磷酸铁锂电池性能的影响，同时还对比了低温（-20℃）充放电与常温充电、低温放电2种情况下放电容量，最后考察了48V180Ah电池组（15串）在充放电过程中电池组内不同区域的温度场分布情况。实验结果表明：对于实验的样品，低温对电池影响较大，...     

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。     

电动车用动力电池热特性对比

动力电池导热系数因其结构复杂性影响具有各向异性。使用热流计法测量了动力电池厚度方向上不同区域的导热系数,并测量了绝热条件下锰酸锂电池(12 Ah)和磷酸铁锂电池(20 Ah)的发热情况,用Bernardi方程计算出电池发热量方程。利用测量出的导热系数及发热量数据对两种电池建立了模型,计算对比了相同环境条件下两种电池在相同放电电流和相同放电倍率情况下的发热情况。结果表明,电池中部与两侧导热系数相差40.5%,相同放电电流和时间条件下小容量电池温升更大,在10 A放电800 s时温差为2.52℃,而相同放电倍率情况下大容量电池温升在2C放电800 s时比小容量电池高13.17℃。     

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.     

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。     

车用锂离子电池低温特性与加热方法研究进展

鉴于低温条件下动力电池功率特性变差,充放电效率下降,制约了电动汽车的发展,一方面通过对不同规格、不同材料体系的动力电池进行低温放电、充电、交流阻抗谱特性测试,分析制约锂离子动力电池低温性能的关键因素;另一方面,从动力电池热管理角度出发,对目前低温加热技术的研究进展进行综述,旨在为改善动力电池低温性能和对动力电池低温热管理技术的进一步研究提供指导。     

浅析低温环境下纯电动汽车续驶里程缩减的因素

动力电池作为纯电动汽车的唯一能量源,其性能直接影响整车性能.动力电池性能易受温度影响,尤其在低温环境下电池充放电能力受限,进而造成纯电动汽车里程衰减.本文以某纯电动汽车为研究对象进行常温及-7℃低温CLTC工况试验,分析常温及低温整车能量管理策略,从整车开发层面提出降低纯电动汽车低温里程衰减的措施及建议.     

基于用户习惯的纯电动乘用车低温续航里程变化分析

为研究用户习惯对整车在低温环境下的续航里程的影响,搭建了整车能耗解析测试系统,基于某上市车型进行环境仓转鼓测试,研究了纯电动乘用车在低温环境下的动力电池放电特性及整车能耗特征,分析了用户使用习惯对整车续航里程的影响。基于测试数据,精确分析了整车能量流向分配及损耗情况,并针对不同用户习惯及环境温度下整车及各部件的能耗差异、动力电池放电量差异进行了对比分析。结果表明:低温环境下整车续航里程与出行特征、环境温度均存在明显的关联;以上、下班通勤用户单次出行里程约为29 km(基于中国工况)为例,在-15℃环境下多天累计续航里程比单次行驶的极限续航里程低15.1%;环境温度降低,车辆续航里程也减小,在-25℃环境下车辆单次极限续航里程相比-15℃环境下降低了16.1%。针对续航里程变化的原因和规律,分别从电池放电量差异及电驱动系统、空调系统、低压电器能耗差异等方面进行对比分析,从而精确定位了整车能耗优化的入手点,通过优化电池热管理、提升部件工作效率等技术路径以降低整车能耗,为提升车辆低温环境下的续航能力提供理论指导和数据参考。     

单束热管的电池热管理模组低温预热特性研究

为改善低温环境下锂离子动力电池性能,本文提出一种基于单束热管的动力电池热管理低温预热模组结构。在对单体电池进行产热模型试验验证的基础上,采用数值计算的方法,研究热管蒸发段预热方式、加热液体的入口温度和环境温度对模组内电池的升温特性影响。     

新能源动力电池维修技术项目介绍(三)——北汽-中车行动力电池维修校企合作

<正>（接2023年第3期）（2）电池单体组成及非一致性原因电池单体电芯出现非一致性（不均衡）的原因之一是动力电池电芯制造工艺水平、制作材料决定动力电池单体电芯本身存在一定的差异。其二是伴随着动力电池的使用，充、放电次数，车辆使用环境，以及充、放电方式的不同，导致即使是同一规格、型号、容量的电池，也会出现单体过充、过放、内阻增加、活性下降的现象。进而导致动力电池能量转换效率下降，输出电量降低，大大缩短动力电池的寿命，影响整车的正常运行（图23）。     

纯电动汽车动力电池系统的低温性能研究

以搭载三元锂电池的纯电动汽车为研究对象,对某纯电动汽车动力电池系统的低温性能进行试验研究,结果表明:续驶里程在-10℃时相比25℃时下降46%,电池荷电量为30%,-10℃时的峰值放电功率比25℃时衰减了51%,电池容量衰减11.6%。为低温环境下纯电动汽车的性能研究提供一定的依据。     

纯电动汽车动力电池低温加热方法的研究

电动汽车锂离子动力电池在低温下工作,设置充电和放电低温加热系统,会显著提高锂离子电池的内部活性材料的活化能,对提高动力电池充电效能和维持车辆续驶里程具有重大意义。本文分析和论述动力电池低温加热系统的设计思路,阐述低温放电加热和低温充电加热的控制方法等内容。     

基于不同热管理方案的动力电池低温动力性研究

动力电池在低温环境中功率特性变差和充放电效率下降是制约电动汽车发展的因素之一。为提升动力电池低温动力性,基于AMESim的1D仿真模型对不同热管理方案下动力电池目标功率的持续时间进行了研究。结果表明,动力电池预加热方案在一定程度上提升了动力电池低温动力性,但是预加热方案不仅受预加热电量来源、动力电池初始SOC以及环境温度的影响,还会在动力电池初始SOC较高时造成电量浪费;动力电池预加热+行驶加热方案不仅能提升动力电池低温动力性,还可以避免动力电池在初始SOC较高时进行预加热造成电量浪费。通过不同热管理方案下动力电池低温动力性的研究,对电动汽车低温行车过程中热管理方案提供一定的指导。     

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。     

某纯电动车电池系统可靠性性能分析

分析了3台自主研发的纯电动车动力电池系统可靠性性能,其城郊工况共累计行驶96000 km,累计充放电循环1200余次.经过等速60 km/h续驶里程试验标定,结果表明,电动车的电池容量大小对电池使用寿命有一定影响,其中50Ah动力电池容量衰减较小,按此性能进行评估,基本满足电动汽车使用寿命设计目标(l00000 km)...     

纯电动汽车动力电池低温充电热管理试验研究

在低温环境中动力电池充电速度慢、充电容量低.本文对低温环境下的电池采取隔热优化、加热管路优化及控制策略优化等热管理措施,并对其充电效果进行验证.     

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。