燃料电池与电动汽车

电动汽车是未来汽车发展的趋势，电池技术又是电动汽车的关键技术，电动汽车用的蓄电池主要有：铅酸(Pb—H2SO2)蓄电池、镍镉(Ni—Ca)蓄电池、钠硫(Na—S)蓄电池、镍氢(Ni-MH)蓄电池、锂(Li)电池、锌-空气电池、飞轮电池、燃料电池和太阳能电池等。在诸多种电池中，燃料电池是迄今为止最有希望解决汽车能     

基于整车的AGM电池热管理性能优化

某乘用车AGM蓄电池开发过程中,经过整车台架试验,发现在某环境下电解液温度达到81℃,超过其温度限值75℃。通过Fluent 13.0仿真分析软件和整车对比试验,对增加电池隔热保护套、在蓄电池前增加导流板和增加前端格栅开口面积的3种优化方案进行对比分析和验证。结果表明,增加前端隔栅开口面积的方案最佳,可使电池电解液温度降低到75℃以下。     

A Study on the Temperature Field of Lithium-ion Battery Pack in an Electric Vehicle and Its Structural Optimization

建立了电动汽车锂离子电池组的三维散热模型.对电动汽车匀速行驶且自然风冷时锂离子电池组的温度场分别进行了仿真和测试,结果表明,两者温度变化趋势基本一致,反映了所建温度场模型的合理性.在此基础上,提出了锂离子电池组散热结构的优化方案并进行了仿真分析,优化后锂离子电池组的散热良好:电池组的最高温度从46℃降至33℃,电池之间的温差在6℃以内.     

普锐斯混合动力电池主要控制技术分析

丰田普锐斯作为全球销量第一的混合动力(HV)车型,其混合动力技术的开发和应用已经比较成熟。镍氢(Ni-MH)蓄电池是普锐斯车型以及大部分混合动力汽车非常重要的组成部分。本文以普锐斯HV蓄电池系统为例,来分析系统主继电器(SMR)控制和电池ECU控制等工作原理。     

基于RAV-4的电动汽车电池组风冷系统的研究

本文分析了温度对电池的性能和寿命的影响，着重从电池散热的角度介绍了目前电动车用蓄电池冷却措施的研究、应用和发展状况。其研究包括对电池最优工作温度范围的确定、电池生热机理研究、冷却方式的选择。同时通过对实际车辆（RAV4）的电池包内部结构的建模仿真得出它内部通风流场的情况并用四十路温度传感器对电池包内部温度进行三种典型工况（行使、停车充电、充电完成后）的实时监控试验。将测得结果与仿真对比分析来说明RAV-4的冷却系统的合理性。     

磺化酞菁铁的制备及其在镍氢动力电池中的应用

针对Ni-MH电池充电过程中氧的产生和不恰当的消除方式带来的内压升高和热量聚积使电池总体性能衰减很快的问题,合成了电化学催化剂磺化酞菁铁并将其添加到合金粉中做成电池。磺化酞菁铁的加入能够活化电池充放电过程中产生的气体,加速气体的消除,从而使内压升高速度显著降低,较为显著地提高镍氢动力电池的整体性能。使用Dmol3软件对磺化酞菁铁活化气体过程进行模拟分析,模拟结果验证了催化剂的催化作用,并给出催化机理的合理解释。     

电动汽车用锂离子蓄电池包及蓄电池选型

性能最好的蓄电池,整合成很差的电动车蓄电池包或蓄电池模块会导致蓄电池包整体性能降低。在本文中我们比较讨论蓄电池包使用众多小容量单体电池与少量大容量单体电池,还有使用棱柱形单体电池与圆柱形单体电池的优点和缺点。并通过热特性仿真分析说明选取不同类型蓄电池的区别。另外还分析了蓄电池模块化方式。     

燃料电池电动汽车控制系统研究

文章对主要介绍了燃料电池电动汽车控制系统的燃料电池技术、发动机系统及蓄电池组,并对各主要组成部件燃料电池、驱动机、辅助动力源进行选型,根据燃料电池电动汽车的动力性、燃料经济性的要求,形成以燃料电池为主,蓄电池组为辅的动力搭配方式。借助运动仿真软件ADVISOR对车辆的动力性、燃料经济性进行运动仿真研究,比较仿真结果,确定一个较为合理的匹配方式。     

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。     

宝马iX3高压电系统新技术剖析(七)

正高压电保险丝(150A)及燃爆式安全开关PSS4无法单独更换。它们位于高压电蓄电池单元中SME内。危急的单体电池状态。如果单体电池监控电子装置检测到蓄电池组电池上存在极度的欠压、过压或者温度过高,也会导致——由SME控制——电磁接触器在负载下硬断开。尽管这会增加触点上的磨损,但是为了避免相关蓄电池组电池损坏,这种快速关闭仍是必要的。     

试验循环工况下混合动力车用镍氢电池组温度场研究

在镍氢电池生热理论的基础上,根据混合动力汽车试验循环工况获得的充放电电流计算得到电池的生热功率,建立了电池组散热系统的散热模型。应用计算流体力学方法对电池组的温度场进行了数值模拟仿真分析,并进行了混合动力汽车试验循环工况下镍氢电池组的温度场试验。结果表明,模拟值与试验值吻合;电池组具有良好的散热效果,可满足混合动力汽车在生热、散热方面对镍氢电池的使用要求。     

混合动力汽车镍氢电池组温度场研究

对混合动力汽车现有散热方案的电池组进行了温度场监测实验,分析了电池组温度分布和放电始终温度变化,发现电池组在放电前后温度不均匀性有扩大趋势,并且电池组整体温升较大。在此基础上,建立了电池组温度场理论模型,并进行了电池组温度分布仿真,提出了新的电池组散热方案,最后进行了实验验证。     

电动汽车电池非线性等效电路模型的研究

服务于电动汽车系统仿真,提出一种非线性等效电路电池模型,模型考虑SOC、温度对电池特性的非线性影响。设计了系统的模型参数辨识实验及数据处理方法,使用S imu link建立了以电流为输入和以功率为输入的镍氢电池组模型。通过1 372 s的FUDS实验验证,两个模型最大电压误差分别为电池组额定电压的1.02%和1.39%,精度满足电动汽车系统仿真要求。     

怠速充电工况下的电池SOC平衡控制

在分析单电机和双电机混合动力电动车发动机怠速充电工况下电池能量稳定性控制要求的基础上,提出了一种怠速充电工况电池SOC平衡的主动控制策略,并给出相应控制过程的能量控制目标值计算公式和相应的分析.通过对所提出的怠速充电工况电池SOC平衡控制策略进行仿真和实车测试,结果表明,该控制策略能有效控制电池SOC平衡,怠速充电过程...     

参数修正在锂电池析气模型中的应用

提出了基于析气影响和参数修正的修正型Gassing模型,并用Matlab／Simulink对该模型进行了仿真验证。验证结果表明,修正型Gassing模型也适用于电池充电临界情况,可以描述电池重要变量如SOC、温度和内阻等的动态特性,而且较之于原Gassing模型 进一步提高了模型的精度,使模型中SOC、内阻R。等状态变量的计算更为合理和有效。     

车用动力电池包内部温湿耦合特性分析

汽车动力电池包内部的潮湿和凝露现象是温湿度耦合作用的结果，它直接影响电池性能、加剧电池失效且可能引发安全事故，但相关的研究工作还未得到足够关注，开展电池包内部温湿度耦合特性的分析工作尤为迫切。基于此，研究相应瞬态数值分析方法，求解电池包内部空间动态变化的温湿度分布情况。首先，分析电池包内部空间和外界环境的气体交换、热量传递过程，建立热湿传递的物理模型，并根据流体运动三大基本守恒定律以及温湿度耦合关系，建立对应的热湿传递数学模型；利用恒温恒湿箱和安装防水透气阀的电池包箱体进行热湿传递试验，验证外界环境动态变化的温湿度对电池包内部温湿度的影响以及电池包内部出现凝露和积水现象的条件；建立电池包及其内部空间的多物理场耦合三维模型，对电池包内外的热湿传递与温湿度耦合过程进行瞬态数值模拟，根据仿真计算结果与试验结果的对比验证模型的可靠性；采用真实气候环境数据定义模型中动态变化的电池包外部环境，从时间和空间分布的角度分析电池包内部温湿度的瞬态计算结果。研究结果表明：所提出的瞬态数值分析方法的可行性佳，得到了外界环境以及电池工作状态的动态变化对电池包内温湿分布、电池表面凝露时长的影响规律。     

低温对纯电动汽车续驶里程的影响分析

纯电动汽车的续驶里程和动力电池的充放电特性密切相关,动力电池的充放电特性与环境温度又密切相关。文章通过试验给出单体电池在不同温度下的充放电特性,从等效计算和实际测试分别对纯电动汽车在室温和-20℃条件下的续驶里程进行分析研究。     

锂离子电池多因素动态生热率模型

为提高生热率模型的仿真精度,基于Bernardi生热率模型车用锂电池实际应用,提出建立多因素动态生热率模型.首先,综合考虑温度、荷电状态和充放电倍率对Bernardi生热率模型的参数动态影响;其次,利用实验数据建立融合多种影响因素的动态内阻和动态温熵系数的数学模型,将这两个数学模型代入Bernardi生热率模型构建多因...     

基于往复流风冷的动力锂电池热仿真正交分析

随着电动汽车销量的增加,动力电池的热安全问题日益受到关注,电池温度过高会影响电池的性能,严重时会导致热失控的发生。为研究锂电池的放电特性,探究不同因素对电池组往复流风冷散热的影响规律,基于外接UDF的Fluent仿真计算,利用正交试验,分析了入口风速、冷却空气温度、往复流周期三个参数对电池温度分布的影响规律。研究结果表明往复流周期对电池组温度分布均匀性的影响最大,入口风速对电池组最高温度影响最大,而冷却空气温度影响则相对较小。在此基础上,进一步获得了往复流散热性能的最优匹配参数。     

专用道条件下电动公交线路静态无线充电设施布局优化

为了减少电动公交线路静态无线充电设施的布设成本，从而提高时间控制点的有效利用率，提出了考虑时间控制点影响的静态无线充电设施布局优化方法。首先建立电动公交车运行状态表达模型，提出乘客出行时间成本增加量计算方法；随后在总松弛时间、电池剩余电量、准点率的约束下，将每个站点是否布设静态无线充电设施、是否设置为时间控制点以及对应的松弛时间作为优化变量，将充电设施总布设成本与乘客出行时间成本增加量最小以及站点有效利用率最大作为优化目标，建立专用道条件下静态无线充电设施布局优化模型，并采用嵌入随机模拟技术的麻雀搜索优化算法进行求解；最后以一条实际线路为例进行案例分析，并对电池容量、充电功率进行敏感性分析。研究结果表明：在满足不同班次电量需求的前提下，充电设施的总布设成本、乘客出行时间成本增加量随着电池容量或者静态无线充电功率的增加而减少，且充电设施的总布设成本呈阶梯形状变化。