锰酸锂动力电池寿命测试方法

以北京奥运会用锰酸锂电池为对象,通过电池的实际运行环境和电池容量衰退多种影响因素的分析,从充放电倍率应力、温度应力和放电深度应力3方面进行与实际运行环境等效的应力条件下的电池寿命测试。利用拟合的衰退数据得到了锂离子动力电池的寿命模型参数,利用线性累积法简化了电池容量衰退模型,提出了一种面向不同实际应用场合的电池寿命测试方法。与模拟混合四季温度的电池寿命数据对比验证了该简化模型的有效性,它有效缩短了电池寿命测试周期。     

并联式混合动力电动汽车动力总成控制策略的仿真研究

分析了并联式混合动力电动汽车(PHEV)动力总成的构成及主要传递参数,阐述了电力辅助控制策略以及控制逻辑的具体实现,建立了PHEV动力总成各子系统包括发动机、电机和电池等的仿真模型,利用建立的仿真软件进行了控制策略及其控制参数的仿真研究。仿真结果表明,电池特性及发动机运行参数对整车的性能有较大的影响,根据不同的控制要求,调整相应的控制参数值,可以达到改善整车性能的目的。     

车用电池模型研究

由于社会和环境的需求,电动汽车市场规模不断扩大,对车用电池的研究也在不断加深。其中,电池模型的研究起着十分关键的作用,它关系到电池系统对SOC、SOH、工作参数曲线等信息的描述准确与否,进而关系到相关控制策略的执行,影响整车的参数和性能。文章介绍了三类电池模型——简化电化学模型、等效电路模型和神经网络模型。简化电化学模型采用数学方法描述电池内部的反应过程,等效电路模型使用电路网络模拟电池动态模型,神经网络模型是利用人工智能的方法模拟电池的运行。神经网络非线性、多输入多输出、泛化能力强的特点,尤为有利于描述电池这一高度非线性系统,是研究和应用的重点。     

基于遗传算法优化支持向量回归的电池SOH预测

针对实车运行过程中电池当前可用容量难获取、电池健康状态评估不准确的问题,提出利用车辆的停车充电片段数据,通过箱型图及卡尔曼滤波算法对安时积分法计算所得的电池容量进行修正,构建支持向量回归模型用于电池衰减预测,通过皮尔森相关性分析确定有效的模型输入参数,结合遗传算法优化模型参数。结果表明：优化后模型的拟合优度可达88%,相较于优化前提高了12%,可以实现电池健康状态的准确预测。     

电动汽车电池温度一致性与驾驶行为关联特性研究

为实现融合车辆运行状态的电池温度不一致性的精准评估诊断,设计并开展电动汽车自然驾驶试验,利用长周期、精细化的车辆运行数据,从微观运行片段的角度探究了电池温度一致性与驾驶行为的关联特性。通过驾驶人踩/松踏板的驾驶行为将车辆运行过程划分为A、B、C、D四类微观片段。分别针对4类片段,通过计算最大信息系数(Maximum Information Coefficient, MIC)得到了各驾驶行为参数与探针温度变异系数(Variation Coefficient of Probe Temperature, VCPT)的相关性,利用随机森林模型分析了驾驶行为参数对VCPT的重要性及影响机理,利用数据分组统计计算了驾驶行为参数对VCPT的量化影响效应。研究结果表明：驾驶行为参数与电池温度一致性具有弱相关性,且其对电池温度一致性的影响是非线性且非单调的;总体上车速类参数与电池温度一致性的相关性强于加速度和踏板类参数;对VCPT回归预测最重要的4项驾驶行为参数中,4类片段下均包含最大车速,B、C、D三类片段下均包含最大负向加速度;相比于高车速和高车速波动,高减速度驾驶行为引起的温度不一致性增幅是最显著...     

基于FFRLS-EKF联合算法的锂离子电池荷电状态估计方法

针对现有基于电池恒定参数模型的SOC估计方法忽略了工况和SOC对电池模型参数的影响而导致SOC估计误差偏大的问题，本文提出一种将带有遗忘因子递推最小二乘算法与扩展卡尔曼滤波算法相结合的联合SOC估计方法。该方法先利用FFRLS算法在线辨识电池等效电路模型参数并实时修正电池模型，再利用EKF算法和实时修正的电池模型估计电池SOC。实验结果表明，本文所提的SOC估计方法能有效减小电池模型参数变化所带来的SOC估计误差。在脉冲放电、脉冲充电和动态应力测试实验中，最终电池SOC估计的最大误差分别为1.01%、0.87%和1.59%。     

基于电化学热耦合模型的电动汽车电池模组热特性研究

为研究电池组的排列与布置方式对电池热特性的影响,本文中以18650锂离子电池为研究对象,建立了单体电池的电化学热力学耦合模型。利用模型仿真和实验测量获得了不同放电倍率时的电池表面温度随放电容量的变化关系,实验数据与仿真数据基本吻合,模型准确。基于单体耦合模型,分析了6×5动力电池模组的不同排列与布置方式下的热特性。结果表明:间距太小或太大均会使平均温度增加,本案例电池间距24 mm时平均温度最低;间距越大,温差越小,温度分布均匀性越好;间距一定,交叉排列散热效果优于对齐排列,且空间利用率更高。电池的排列和间距对电池散热有重要影响,锂离子动力电池组设计过程中应充分考虑。     

电池管理系统里的电池健康评估和寿命预测

本文对锂离子电池的应用特性进行了总结,分析了电压、电流、温度三大参数对锂离子电池健康和寿命的影响,尤其是充电截止电压,化成电流和高温情况对电池容量的影响。以不同材料之间的比较试验为基础,重点分析了高充电截止电压,充电电流和高温对材料稳定结构的破坏,从而引发电池循环寿命降低的原理。最后基于电池使用中放电电流和环境温度应力为参数,进行了基于电压、电流、温度的锂离子电池循环寿命预计模型研究,得到锂离子电池循环寿命预计基础模型,为混合动力汽车锂电池3参数与寿命关联模型构建提供了重要的研究基础。     

纯电动汽车动力锂电池Nernst模型参数辨识

建立了电动汽车动力锂电池的Nernst经验模型,并利用遗忘因子递推最小二乘法对模型参数进行辨识。以北京市运营的纯电动环卫车的锂电池数据对所建立的模型和参数辨识算法进行验证,结果表明,所给出的方案是有效的,具有算法运算量少、模型结构简单和辨识精度较高等优点,适于电动汽车运行时对电池模型参数的在线辨识。     

车用燃料电池发动机模型搭建及仿真研究

利用AMESim搭建质子交换膜燃料电池(PEMFC)发动机单电池和电堆瞬态仿真模型,同时利用某80 kW质子交换膜燃料电池电堆试验数据验证了该仿真模型的正确性,为燃料电池的仿真及预测分析提供了一种新的工具.通过此模型研究了燃料电池电堆的运行参数如气体压力、温度等对电堆性能的影响,同时也预测了阳极侧杂质气体含量对电堆性能的影响.     

固体氧化物燃料电池的研究

固体氧化物燃料电池(SOFC)作为一种新型的能量转换装置,由于其具有高能量利用率、环境友好、燃料选择广泛等特性,已经引起了学者的广泛关注。随着世界各国对环保问题关注的升温,友好型能源的开发利用已经成为国家能源发展的重要方向,在国家政策的推动下,高校和相关研究机构也加大了研究力度,争取在环境友好型能源的开发利用上抢占先机。文章主要针对目前SOFC的发展现状进行分析,并对SOFC未来的发展提出合理化建议。希望通过以上的论述,能对SOFC的发展起到促进作用。     

燃料电池在中国的发展及其在电动车辆上的应用

综述了燃料电池在中国的发展现状。指出可以用于电动车辆动力源的燃料电池种类,包括碱性燃料电池、磷酸燃料电池、固体氧化物燃料电池和质子交换膜燃料电池,中国近年来燃料电池发动机的研发则主要集中在质子交换膜燃料电池上。质子交换膜燃料电池在汽车上的规模应用有助于降低燃料消耗,减少大气污染。燃料电池技术应用于电动车辆的过程中还需要解决一系列问题,这些问题涉及燃料的制备、储存和分配以及燃料电池发动机的小型化、燃料电池汽车整车的重新设计、成本的降低等。笔者对这些问题进行了初步的分析。     

车用质子交换膜燃料电池性能仿真与试验研究

总结了燃料电池极化曲线的半经验公式,利用某80kW质子交换膜燃料电池试验数据来拟合公式中的相关系数,同时利用Matlab/Simulink软件建立了质子交换膜燃料电池堆的仿真模型,为燃料电池发动机系统的仿真和分析提供了一个重要工具。通过此模型可以研究燃料电池电堆的运行参数如气体压力、温度、当量比等对电堆性能的影响,从而有助于研究整个燃料电池发动机系统的性能。     

车用质子交换膜燃料电池电堆耐久性问题研究综述

近年来,在国内外研究人员的不懈努力下,燃料电池技术取得了长足的进步。但是,耐久性差和可靠性不足,仍然是阻碍其大规模商业化的重要因素。现阶段针对燃料电池性能衰减问题的研究,从关键组件到核心材料,有很多新的观点、规律和机理,已经得到大家的认可。然而,燃料电池内部微观层面的复杂的结构蠕变和粒子传输特性衰变,依然模糊不清。本文主要介绍了燃料电池的基本原理,以及在典型车载燃料电池工况包括启-停工况、怠速工况、动态负荷工况、额定功率工况和过载工况下的衰减过程机理。这些研究成果的综述,对质子交换膜燃料电池堆耐久性机理研究及耐久工况的设计实施具有重要意义。     

燃料电池控制系统自动代码生成

针对自行开发的软硬件平台,结合控制算法的Simulink模型设计了代码自动生成的方法,实现了基于Motorola PowerPC555单片机的电子控制单元和OSEK Turbo实时操作系统的燃料电池控制系统开发过程中的快速迭代,最终实现了快速控制原型开发。该控制系统经过10kW燃料电池发动机实验,取得了良好的控制效果。     

直接氢气燃料电池发动机特性的仿真

在综合各种建模技术的基础上对直接氢气燃料电池发动机进行了建模，并在Matlab/Simulink平台上实现了单级和二级增压两种不同结构系统的仿真模型。通过仿真分析，在各子系统间优化匹配的基础上，对发动机的稳态和动态性能进行了详细探讨，对发动机工作参数的优化进行了研究。     

Parameter matchin and optimization for a hydraulic power-assistant system

A hydraulic power-assist system is a hydraulic regeneration system that can significantly improve fuel economy when installed on a conventional bus operating in urban traffic. This paper presents a methodology for matching a new hydraulic power-assist system (HPA) to a conventional bus. The HPA and the conventional bus were modeled using the AMESim environment. The HPA was optimized using a simulation-based orthogonal design method with two indexes, the fuel economy and the acceleration performance. According to the simulation results, the volume of the accumulator was the primary factor affecting fuel economy, and the gear ratio of the transfer case was the primary factor influencing the acceleration performance. As a result, tradeoffs between the two indexes are required for a practical operational scenario. Experimental results demonstrated that the optimal HPA installed on a conventional bus was able to satisfy the acceleration performance requirement of the vehicle and also reduced fuel consumption by 25 percent.     

基于虚拟仪器的燃料电池汽车高性能网关测试系统的构建

简要介绍燃料电池汽车高性能网关(HGT)的功能;详细介绍基于NI虚拟仪器的高性能网关测试系统的架构及其工作原理;围绕动力系统和车身系统CAN信息的相互转换,动力系统CAN信息转换成硬线信号;从开关量、模拟量信号的采集、转换和传送等3个方面给出测试系统的软件设计;提出测试结果的评判标准;利用测试系统对高性能网关进行实际测试,结果表明测试系统达到预期设计要求,具有良好的效果。     

燃料电池客车散热系统设计分析

以某型燃料电池客车为研究对象,对其发动机冷却系统的散热量进行设计计算。根据已有的冷却风扇的性能曲线以及散热器的管路阻力曲线确定风扇的工作点,从而确定流通风速。根据已编制的散热器散热能力的计算程序计算冷却系统的散热能力,将计算结果与实验数据进行比较,为改进目前的客车散热器散热能力的计算方法提供参考。     

燃料电池汽车动力系统热管理

介绍了燃料电池汽车动力系统热管理的基本概念，指出热管理研究主要包括关键部件热特性、热管理系统设升和集成优化、车用环境分析与控制、热管理专项技术4个方面，并分别对它们的研究特点与难点、研究方法和进展等进行了阐述。