某PHEV车型电池热管理系统的1D/3D耦合分析

采用1D/3D耦合仿真的手段对某PHEV车型电池包热管理系统进行了研究。1D建模方法用于建立电芯的等效电路模型,模型用试验数据标定,能预测电芯的发热量,并为3D仿真提供输入。3D仿真能够计算电芯内部的温度分布,而温度会影响1D等效电路的模型参数,进而影响发热量,以这种方式建立了仿真模型的1D/3D双向耦合。利用此模型,以一组高温恶劣工况下实测电池电流和电池包进口处冷却液温度为边界条件进行了瞬态分析,并将冷却液出口水温仿真结果与试验数据进行对比,结果显示两者平均偏差在1℃以内,体现出较好的预测效果。研究结果还显示,电池包外表面空气对流传递的热量在总散热量的5%以内,对结果影响不大。研究证明1D/3D耦合仿真是新能源车型电池包开发过程中的有力工具。     

新能源汽车动力电池包生热量仿真分析

某车型电池包箱体空间较小,电池单体的散热效果受结构限制,在极端工况下极易产生电芯高温热失控问题进而影响行车安全。因此在该电池包设计过程中,电芯堆叠热设计就显得极为关键,文章采用Matlab仿真程序,基于戴维南单体电池模型和HPPC测试,完成了某新能源汽车电池包热生热量仿真分析,对比了25℃与40℃环境温度下电池单体在不同工况下的生热性能,为三维电池包热仿真提供必要的输入条件。     

电动车电池管理系统的功能和结构

介绍了电动车电池管理系统的功能包括电池包内部参数的检测、电池包外部参数的检测、荷电状态指示等。用图形表示出了电池管理系统的结构。     

基于正交模型灰色关联算法的高功率动力电池包冷却结构优化研究

针对液冷型动力电池包冷却结构多因素参数化研究,搭建电芯电-热耦合仿真模型,通过台架试验验证了电芯仿真计算的有效性。对显著影响液冷型电池包性能的冷却液流速、冷却液温度及冷管宽度和高度4个关键参数进行四因素四水平正交试验计算,基于正交模型的模糊灰色关联分析法探究四因素对电池模组最高温度和最大温差的影响权重。结果显示：对于电池模组最高温度,冷却液的温度对其影响最大,冷却液流速次之,冷却管道宽度影响最小;而对于电池模组最大温差,冷却液流速对其影响最大。通过结果分析得到优化组合方案,计算得到优化方案能使得电池组最高温度下降到32.8℃,最大温差控制在3.3℃内,冷却性能表现最佳。     

不同温度与荷电状态下锂离子电池传荷电阻估计

基于锂离子电池伪二维模型并考虑老化机理建立电化学模型,基于该模型提出了在不同荷电状态和温度下传荷电阻折算方法。在4种不同循环老化工况后,通过获取不同温度和荷电状态下的电化学阻抗谱得到相应的传荷电阻,并采用该折算方法进行不同状态下传荷电阻折算,结果表明折算的平均误差小于9%。该折算方法为利用不同温度和荷电状态下的传荷电阻进行电池寿命状态估计提供了新思路。     

电动汽车电池管理系统设计与研究

本文以三元锂电池为试验对象,设计了一款分布式电池管理系统,该系统可实现对单体电压、温度、总压和总电流等信息的实时采集,计算电池的荷电状态(SOC)和绝缘电阻,根据电池和整车状态控制电池高压的输出,最后,对该系统进行了功能试验,验证BMS各项功能可正常实现。     

基于PID神经网络的车用锂电池SOC估算

为了更精确估算车用锂电池荷电状态(SOC)值,采用PID神经网络方法建立电池模型,设定电池电压、放电电流、电池累计放电量和电池电极温度4个变量为模型输入量,电池剩余电量为模型输出量,由此得到了全部神经网络训练数据,并仿真估算出电池SOC值.仿真结果表明,利用该方法对电池SOC进行估算,误差小于3.66％,方法有效.     

基于simulink的车载电池模型的建模与仿真

动力电池技术是电动汽车作为三电之一的重点研究方向,电池模型可以反映电池的外特性,锂离子电池的精确建模和状态估计在电池的研究中起着至关重要的作用。锂电池的使用过程中,电池内部参数会跟外界环境及荷电状态的变化而变化,选用固定参数的电池模型会导致模型的精度差较大。为了能够更好的提高电池管理系统的作用,基于物理电学模型提出改进的二阶Thevenin等效电池模型,该模型充分考虑了容量对电池内部参数的影响,会使精确度更高。实验及仿真结果表明:在城市道路循环工况下,通过对18650和所建仿真模型进行电压监测对比实验,最大实际误差为0.03V,而传统的最大误差为0.04V,相比传统模型精度提高了25%。因此,所设计的模型能够准确地描述锂离子电池的特性,使得荷电状态的估算精度得以提高,将该模型嵌入到电池管理系统中将使电池管理更加有效。     

基于热平衡法的方壳电池电芯温度预测模型

据不完全统计,电动汽车大多在充电过程中发生自燃,如何在热失控前通过温度进行预警显得尤为重要。针对方形锂离子电池,构建了适用于嵌入式应用的电芯温度预测模型。通过试验精准测量电池各项热物性参数,对电池表面和电池卷芯分别进行热平衡分析,建立不同的能量守恒方程,对电池进行网格划分,进一步构建电池三维温度预测模型。仿真结果表明,热平衡模型不仅能够预测出电池每一部分的温度,而且预测的电芯温度误差不超过0.35℃,对快充条件下的电池温度预测有重要意义。     

电动汽车高压预充回路保护控制研究与仿真

新能源汽车在高压预充过程可以通过随时间变化的电容充电电流曲线来监控,在预充回路闭合开始给高压部件预充电时,根据实车的预充电阻值、电容值计算出在采样时刻电容理论电流值,并考虑一定的偏差,与采样时刻读到的实际预充电流值进行比较,可判断预充回路中是否有故障。这种方式能够在预充刚开始很短的时间内判断出预充故障,从而起到保护高压部件的作用。     

纯电动汽车最佳动力性换挡规律研究

通过建立纯电动汽车电池系统和电机系统的数值模型,分析了纯电动汽车的最佳动力性换档规律.根据电池最大放电功率随电池荷电状态减小而减小的特性,制定出当电池最大放电功率大于或小于电机最大输入功率时的动态3参数换挡规律和动态4参数换挡规律.仿真结果表明,所制定的换挡规律获得了比传统的2参数换挡规律更好的汽车加速性.     

电动汽车分级预充电回路及预充电阻选型匹配方法研究

为提高新能源电动汽车动力与安全,本文通过分析新能源电动汽车的预充电过程,介绍预充电阻的选型匹配方法。并提出一种分级预充的控制电路及其控制方法,避免因短路或较小阻性负载故障,导致预充电过程中预充电压始终上不去(电压始终降在预充电电阻R上)、预充电失败、后续主接触器不接通、无法继续工作等系列问题,增加电动车辆安全性。     

接触电阻不一致对电池模块温度影响分析

电动汽车动力电池的电连接接触状况是电池组整体性能能否充分发挥的关键因素之一。为了分析不同电连接接触状况对磷酸铁锂电池模块的温度影响,论文基于有限元仿真平台ANSYS/Fluent,研究了三组不同接触电阻的串联电池模块在0.5 C、1 C、2 C放电倍率下的温度分布。结果表明,在相同放电倍率工况下,接触电阻的增大会使不同电芯组的最高温、最低温都有明显的上升趋势;最高温、最低温的差值也随着接触电阻的增大而增大;同一电池模块的不同电芯的不同部位也因为接触电阻的存在出现较大的温度差异。     

锂离子动力电池包连接排缓冲设计

锂离子动力电池包工作温度范围较宽,其内部结构尤其是方壳电池之间连接排结构的固定约束程度高,几乎没有发生位移的空间,在冷热循环冲击中温度变化引起的热应力效应需要连接排自身消化。对此,分析了连接排热胀冷缩时的应力应变情况;在连接排中部设计缓冲部,利用缓冲部的升缩弯曲变化来降低连接排对连接极耳的作用力;分析了连接排缓冲部不同几何形状对电池极耳的作用力,推导出其变化规律。连接排缓冲设计能有效解决方壳电池包电芯之间连接排结构与电芯极耳强度的热应力问题,降低了由于连接排设计不合理而导致的电芯寿命降低甚至无法使用的风险。     

基于整车平台的动力电池平台化研究

整车以及对应系统的平台化开发是新能源汽车行业的共识和重要的技术趋势，有利于统筹各项目的开发，提升系统共用性，节约成本。基于整车平台的电池系统平台化开发需要明确整车与电池的相关变量，主要包括整车空间、整备质量、续航、电耗、动力性，以及电池尺寸、质量、电量、功率性能。本文以某混动平台的电池系统开发为例，通过各变量的分布与边界条件求解出包含2～3款电芯的平台化方案，通过每款电芯串联节数和电池包Y向尺寸的带宽设计来兼容16款平台车型，为后续产业界各平台的电池方案开发提供了基础的策略参考。     

基于剩余充电电量的锂离子电池组容量快速估计方法

针对传统锂离子电池组容量确定方法存在的效率低、能耗高且只能离线应用等问题,提出一种基于电池剩余充电电量的锂离子电池组容量快速估计方法。首先,基于充电电压曲线一致性原理,以电池组内率先充电至充电截止电压的电池单体电压曲线为基准,通过电压曲线的平移缩放与线性插值计算出各单体电池的剩余充电电量与剩余充电时间,从而实现各单体电池的荷电状态(State of Charge, SOC)在线估计,在此基础上实现电池组容量的快速估计。其次,在电池单体模型的基础上建立电池组的仿真模型,并在全SOC区域上对模型参数进行分段辨识。通过所建立的仿真模型得到电池组的充放电曲线,并对电池组容量进行估计。最后,对4个单体串联而成的电池组进行充电试验。研究结果表明:仿真容量与估计容量误差为1.2%以内,验证了所提出的容量快速估计算法的有效性;利用所提方法估计出电池组容量与试验得到的电池组容量的误差为2.61%;该方法根据电池充电曲线的平移与缩放即可在线估计出电池组容量,可应用于新电池组容量的在线快速估计,能在保证3%估计误差的基础上将检测效率提高到传统方法的2倍以上。     

电动汽车电池包低压线束模组连接器选型分析

目前新能源电动汽车日益发展,电池包低压线束作为电动汽车电池包内核心零部件之一,通过线束连接器,采集各模组的电压和温度等信息,通过BMS与整车进行信息交互。模组连接器承载着线束与模组连接的可靠性能。本文针对几款低压线束模组连接器的应用案例及失效后果,分析探讨了电池包模组连接器选型或设计时应注意的问题。     

基于特征提取和XGBOOST的电动重卡电池故障预警方法

电池包经常处于深度放电状态会极大地影响电池寿命,在严重情况下甚至会导致停车故障,传统故障诊断方法难以判断电池潜在故障以及故障发生程度。因此,本文提出了一种基于特征提取和XGBoost的电池故障预警方法。该方法对电池数据进行预处理,根据电芯端电压构建新的特征,对电池数据进行标注,建立XGBoost预测模型来预测电压故障,判断动力电池是否欠压。此外,还采用K折交叉验证以及随机搜索算法提高预测的准确性。实验结果表明,该方法可以有效区分故障车和正常车,并提前定位故障发生时间,从而避免潜在的事故风险。     

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。     

基于LabVIEW的电动汽车动力电池管理系统测试平台设计

为更直观地监测动力电池管理系统的实时数据,设计一款基于LabVIEW的电动汽车动力电池管理系统测试平台,可以展示动力电池管理系统的工作状态。该系统采用主流新能源磷酸铁锂动力电池包,总容量80V50Ah一体式电池管理,具有主从通信、外部通信、状态估算、安全管理、充放电管理、控制输出、控制输入、总压检测、绝缘检测、单体电压采集、温度采集等功能。