基于电化学模型的车用锂离子电池安全快速充电算法CSCD

传统的快充方法可提升锂离子电池充电速度,但容易损害电池寿命,甚至造成安全问题。基于面向控制的锂离子电池电化学机理模型,提出了全新的快速充电算法。针对一款42Ah镍钴锰(NMC)三元锂离子电池,采用该算法进行了快速充电测试,讨论了开发策略中关键参数阈值电势、初始充电倍率的取值对算法效果的影响。结果表明:该方法实现了该款锂离子电池的安全快速充电,在保持电池不析锂情况下将电池充电速度提高了20.5%;算法中的阈值电势主要影响充电时间,而初始充电倍率影响负极过电势最低值。     

改进反激式开关电源的电池双向均衡系统

为了解决电池均衡系统在均衡过程中被充电电池自行放电现象,避免出现不合理电流产生能量损耗,提出了使用主控MOS管与辅控MOS管的改进的电池均衡系统,实现了均衡电路中各回路电流流向的精确控制;以反激式开关电源为核心原件,完成了双向均衡电路的设计。通过在Matlab/Simulink平台下建立完整的均衡系统模型,并建立调参模型作为辅助模型,来对所建立均衡系统进行仿真。研究结果表明,在一定初始条件下,1C充放电倍率下充电时间延长171.1s、放电时间延长143.1s,1/3C充放电倍率下充电时间延长731.2s、放电时间延长868.5s,证实了改进均衡系统的有效性与实用性。     

一种基于Sepic-Zeta混合斩波电路的动力电池组双向高速均衡器研究

本文提出一种基于Sepic-Zeta混合斩波电路的动力电池组双向高速均衡器,该均衡器在电池组3种不同的工作状态下采用不同均衡拓扑电路和均衡控制策略。电池组充电状态下,均衡电路等效为Sepic斩波电路,选择电池组中能量最高的单体电池作为Sepic斩波电路的输入端进行均衡放电,均衡放电电流连续;电池组放电状态下,均衡电路等效为Zeta斩波电路,选择电池组中能量最低的单体电池作为Zeta斩波电路的输出端进行均衡充电,均衡充电电流连续;电池组静置状态下,选择电池组中能量差异性最大的单体电池进行均衡放电或均衡充电,其对应的等效电路为Sepic或Zeta斩波电路。该均衡器拓扑电路原理简单,均衡电路容易实现,均衡能量易控制,均衡电流连续、可控,因此均衡速度快、均衡效率高。最后,搭建锂离子电池实验平台进行电池组3种工作状态下的均衡实验,验证了该方案的可行性。     

基于瞬态均衡的混合动力电动汽车动力电池管理系统

在论述动力电池能量管理系统的必要性和基本构成之后,介绍了以Motorola推出的HCS12系列单片机和电池监测芯片DS2438为核心的电池监测系统及其软硬件设计,设计了以充电使能信号和充电强度信号为控制信号的智能均衡模块,这样构成了电池均衡管理系统.实践证明,该系统可以实现电池的瞬态均衡管理,效果良好.     

锂离子动力电池充电方式的研究

综述了国内外锂离子动力电池充电方式所经历的各个发展阶段和最新的成果,并阐述了每种充电模式的优缺点和对电池寿命的影响,着重介绍了快速充电方式的发展历程,总结出其发展的规律。在众多的充电模式中,脉冲充电和快速智能充电由于省时、高效和寿命长等优点已被大量研究和应用。本研究对锂动力电池的实际应用具有重要的指导意义。     

高电压锂离子电池组充电方法之探讨

介绍了锂离子电池组的几种常用充电方法,分别是普通的串联充电、电池管理系统和充电机协调配合串联充电、并联充电。以上3种充电方法都有一些缺点。重点介绍了采用电池管理系统和充电机协调配合串联大电源充电加恒压限流的并联小电流充电的充电方法,这种方法可以有效解决锂离子电池组串联充电易出现的过充电、充不满电等问题,且可避免并联充电的充电电源成本高、可靠性低、充电效率低、连接线径粗等问题,是目前最适合高电压电池组,特别是电动汽车电池组的充电方法。     

4F保障全面解决电动自行车电池问题

针对电动自行车行业蓄电池现状，该提出利用“慢脉冲快速充电方法“国家发明专利技术研制开发的电池检测、充电、维护系列产品和设备对电动自行车蓄电池实施4F保障的工作方案，全面解决电动自行车电池问题，实现了电动自行车铅酸蓄电池和胶体蓄电池充电速度快、循环寿命长、平均达700次以上，极大地提升了电动自行车的使用价值。     

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。     

基于新能源的装备电池保障设备研究

针对军械装备电池应急充电困难、检测与修复手段缺乏等问题,设计了采用太阳能电池和交流电源作为输入能源,蓄电池和超级电容储能的装备电池保障设备,输出2路电压0~15 V可调、电流0~5 A可调,可为装备电池提供性能检测、修复、常规及快速充电,也可为装备应急供电。     

STC单片机控制的铅酸电池组充电器设计

铅酸电池组的充电器一般以纯硬件组成,三段式充电为主。文章介绍了一种由电流模式控制器UC3842芯片为核心的由单片机进行充电方式控制的可关断充电器。可方便地实现对电池多段式充电方式,文中给出了部分功能电路、充电器PCB板部件、及控制程序流程。     

电动摩托车快速充电方法的研究(1)

在一般条件下，蓄电池以小于放电（小于额定容量10%）电流充电为常规充电，大于此电流的充电方式均称为快速充电。本文主要从快速充电的理论基础出发，重点介绍了电动车目前普遍使用的快速充电方法及其优缺点。     

基于电化学热耦合模型的锂离子电池快充控制

现有的锂离子电池电化学机理模型，在快充控制过程中未考虑产热与化学反应之间的耦合关系，导致模型无法准确地描述电池内部的反应和状态。为进一步提高模型的预测能力，须在等温模型的基础上耦合产热模型，为此本文提出一种基于电化学热耦合的快充控制模型。首先将电化学热耦合模型参数进行分类，分析各种参数获取方式并进行精确测量和参数辨识。模型建立后，对模型精度进行验证的结果表明：在不同温度下，模型输出的端电压、负极电位和温度结果都达到了较高精度，说明模型适用于宽温度区间内的快充仿真。同时对模型中反应速率常数和环境温度参数进行了敏感性分析。之后，结合PID控制器对模型进行快充控制仿真，通过负极电位估计值实时调节并优化充电电流，实现了电池在宽温度区间内的无析锂快充电流仿真。最后，模型仿真结果与恒流充电对比验证表明，所提出的快充策略能使电池快速充电，同时避免析锂副反应的发生。     

电动汽车用锂离子电池组充电方法

提出了电池管理系统和充电机协调配合的一种新型充电模式,由电池管理系统根据电池的当前状态计算电池组的最大允许充电电流,并将该数据实时地传送到充电机,控制充电机改变充电策略和输出电流,实现优化充电.分析了影响电池充电电流的因素及其最大允许充电电流的计算方法.     

充电模式下锂离子电池组主动均衡控制方法研究

目前电动汽车都会采用到驱动动力强劲的锂离子电池,在充电模式下保证锂电子电池组实现主动均衡控制,有效推进电动汽车电力系统良性发展,提升电汽车整体性能。文章中所探讨的是基于双向Buck-Boost拓扑结构的主电路主动均衡控制系统,它其中基于荷电状态SOC建立主要均衡判据,进而实现了对主动均衡控制策略的有效改进。简单研究了充电模式下的锂离子电池组主动均衡控制电路设计方法,锂离子电池组的SOC均衡控制策略,并对其设计控制方法仿真结果进行分析。     

电动汽车锂离子电池荷电状态估算方法研究

电动汽车动力锂电池内部充电状态的评估是电池管理系统状态评估模块的核心。不能用仪器直接测量,只能通过测量蓄电池的外部电流、电压等参数进行评估。准确评估充电状态对于控制电池寿命、功率和安全性非常重要。根据算法的不同,分为传统的开路电压法、电流积分法、基于数据传输的机器学习阻抗法、基于模型的卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法和融合算法。介绍不同评估算法的计算原理,分析比较了不同评估算法的计算复杂度和精度。针对当前锂离子电池充电评估研究中存在的问题,指出锂离子电池充电评估的研究方向和未来发展方向是更具通用性、更高精度和更好实时性的多种评估方法。     

电动汽车锂电池组充电均衡控制方法研究

锂电池组是电动汽车的主要驱动能源,然而尚不成熟的电池均衡充电技术成为制约电动汽车普及化的最大瓶颈。本文针对锂电池组中因单体电池性能差异造成能量不一致性的不良影响,以各单体电池电压为控制变量,提出一种基于模糊控制的锂电池组充电均衡控制方法。并通过MATLAB仿真分析得出:在充电均衡过程中,利用模糊控制方法调节PWM的占空比,电池组能够较好地完成各单体电池间的能量均衡,证明了该方案的可行性。     

基于主动混合脉冲充电策略的电动汽车充电设施主动防护系统研究

提出一种基于主动混合脉冲式充电策略(AHPC)的电动汽车充电设施主动防护系统。在对电动汽车动力电池进行等效电路模型分析的基础上,提出一种主动混合脉冲式充电策略,精准计算充电过程中的状态参数,并建立精细化充电设施故障指标体系,对充电设施进行故障防护。主动防护系统试运行结果表明,该系统锂电池内阻估算误差小于3.5%,开路电压估计误差小于0.3%,并可实时监控充电状态,为电动汽车电池的安全防护和寿命预测提供依据。     

浅谈电动自行车用充电器的智能化

此文所介绍的有关电动自行车用充电器的智能控制模式,可完全避免高温热失控、低温欠充电问题;恰当的充电脉冲具有抑制、消除极化和硫化的功能。延长电池寿命,其实说成减少对电池伤害更为确切。     

革命式电池70秒充电

美国麻省理工学院的科学家成功研制出一种革命式电池，可在短短10秒钟内为手机完成充电程序，大幅减省充电时间。这种电池的充电速度是传统电池的100倍，由於充电快速，为电动汽车充电亦只需约5分钟。     

电动汽车锂电池组高效主动均衡的研究与测试

电动汽车车载动力锂电池组在动态循环工况下的不一致性问题会严重降低电池组的整体性能。为此设计了一种基于宽压双向DC/DC的锂电池组主动均衡系统,实现任意单节或相邻多节电池间的高效能量转移。系统包括开关阵列选通单元、双向DC/DC单元和超级电容储能单元等。以各单节电池实时电压为均衡变量,开展均衡策略研究,并搭建了电池组主动均衡系统测试台架,对电池组在静置和恒流充电两种状态下进行均衡测试。结果表明:所提出的主动均衡方案可快速改善电池间的电压不一致性,均衡过程中能量转移效率可达83%以上。