基于容量增量特性的锂离子电池健康状态诊断与安全预警策略研究

近年来,新能源汽车着火事故时有发生,锂离子电池的性能与安全问题受到社会的广泛关注。针对由电池老化带来的电池故障,本文开展了锂离子电池健康状态诊断和安全预警策略研究。基于容量增量分析法,分别评估了磷酸铁锂电池和三元电池老化过程中健康状态的变化规律并量化分析了电池老化机制。面对电池健康状态不一致和容量跳水两个问题,分别提出了基于离群点检测的安全预警方法和基于老化机制分析的电池容量跳水识别方法,保障了电池组的使用安全。     

锂离子电池内短路形成机理及检测方法综述

对锂离子电池内短路的形成机理及其检测方法进行研究。从内部缺陷、机械滥用、电滥用和热滥用等4个方面对内短路的形成机理进行分析。针对基于模型驱动、传感器信号和机器学习的内短路检测方法进行研究,深入分析不同技术的特点。通过机理分析,得到减少内短路的措施。针对当前检测技术所面临的难点和问题,结合大数据、5G通信和车端云智能网联技术,提出未来锂离子电池内短路检测方法的发展方向。     

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。     

电动汽车锂离子电池温度性能研究

我国汽车产业起步较晚,但在电动汽车产业快速发展的背景下,我国电动汽车产业实现了"弯道超车".在电动汽车生产制造过程中,锂离子电池作为其核心构件,其温度性能对于电动汽车整体性能具有直接影响,所以必须明确锂离子电池的具体性能情况.对电动汽车锂离子电池温度性能进行深入的研究与分析,并提出合理的意见和措施,旨在进一步促进电动汽...     

一款电动汽车用锂离子电池循环过程中的性能研究

以一款市售的40Ah三元离子电池为研究对象,研究其在充放电循环过程一致性的变化、高低温放电性能以及倍率充放电性能.结果表明,随着循环次数的增加,样品的容量一致性变差,低温特性和倍率充电性能变差,而高温放电特性和倍率放电性能基本无衰减.     

锂离子电池现状与发展

我国锂离子电池经过近十年的发展，取得了惊人的成绩，也受到越来越多的关注，本文将对锂离子电池的现状和发展加以介绍和探讨。一、中国锂离子电池现状：1.2008年产量已经达16万亿只，从图1中可以看出增长的幅度：2.中国锂离子电池出口从2000年的1.62亿美元，增加到2008年的39.14亿美元，增长了24.2倍，如图2：     

锂离子电池安全性能测试评价方法分析

伴随着新能源汽车的快速发展,新能源汽车的安全问题凸显。据不完全统计,自2017年新能源汽车被广泛应用开始,全球每年均有多达上百起的冒烟、起火等自燃事故,其中约有一半事故与电池系统有关。为了保障新能源汽车的安全运行,各个国家地区都制定了相应的评价测试标准。以中国的新能源汽车电池系统安全评价测试标准为基础,结合安全测试实例,对比分析现行世界各国的相关标准,并对未来新能源汽车电池系统的安全测试评价分析做出展望。     

电动汽车锂离子电池火灾爆炸成因分析与应对策略

近年来,随着我国电动汽车项目高速发展,其能量载体动力锂离子电池被广泛运用,然而同时随之而来的是火灾爆炸事故频频发生,造成了一定的生命财产损失.锂离子电池因其具有高能量密度和电解液成分复杂等多种原因而具有非常大的火灾危险性,目前国内外针对锂离子电池的安全研究主要集中于预防火灾方面,而在灭火救援中的应对方法研究相对较少,所...     

锂离子电池可逆与不可逆生热特性研究

以商用圆柱形18650电池为研究对象,利用Bernardi简化生热模型,综合考虑了电池单体在不同温度、不同荷电状态（SOC）下的实际生热情况,通过混合脉冲功率性能放电测试（HPPC）和开路电压测试,拟合得到电池单体生热、直流内阻与SOC、温度的函数关系。结果表明,电池单体的生热与温度、SOC有很大关联,建立的单体生热模型可为动力电池包热管理的模拟和优化提供参考。     

电动汽车用锂离子电池组均充管理系统研究

针对动力锂离子电池数量众多、不易管理等问题,设计了基于RS485总线多横向均充管理系统。为避免单体电池过充电,根据目前电池管理系统的发展现状,通过构建闭环控制系统,利用单片机控制的灵活性,以模糊控制规则和三段式充电理论为基础,提出了基于分只同时均充理念的电池管理系统。试验表明,该系统实现了对单体电池的有效保护。     

锂离子电池组散热设计及送风策略

通过实验研究了锂离子电池1C倍率放电,20℃自然对流情况下的温升特性。测得了20℃环境温度下电池的充放电内阻特性,并根据某品牌18650型锂离子电池的物性参数以及实验测得的内阻数据建立了电池单体仿真模型,仿真计算了与实验同工况下的温度分布情况,最大误差4.9%。设计了一种包含480节电池的并行通风空气冷却散热结构,并通过正交试验进行了优化,得到了进出风孔距电池的最小距离1mm,上挡板距离电池的最小距离1mm,下挡板距离电池的最小距离1mm的最优结构,使电池组的最大温升下降了5.71℃,最大温差降低了5.06℃。并基于最优结构给出了120s后每60s改变送风方向的往复送风策略,使电池组即使在40℃、2C放电的恶劣工况下也能够工作在25℃-40℃,电池单体温差5℃以下的工作环境中。     

商业化锂离子电池寿命测试方法研究

主要针对锂离子电池的寿命进行研究,期望用1～2年的加速寿命实验周期,建立电池衰减模型,完善实验机理及分析成果,用来模拟验证其至少15年的使用寿命.重点研究循环寿命对电池使用寿命的影响.通过定周期的对电池进行参考性能测试,得到容量值C、内阻R及功率能力,来评估其对电池使用寿命的影响,从而进一步评定电池寿命衰减的机制.     

电动汽车锂离子电池燃烧风险与控制

针对电动汽车上锂离子动力电池的化学能量释放出现电池燃烧和电解液泄漏,导致有毒气体、整车燃烧或爆炸的问题,介绍了该问题的市场现状、标准法规要求,同时分析了热失控和热失控扩展的机理,以及导致热失控的各种诱因,并进一步分析了从电池设计、整车开发、车辆使用到安防等环节的各种风险因数,以及对应的风险控制方案。     

融合经验老化模型和机理模型的电动汽车锂离子电池寿命预测方法研究

为提升实际应用中锂离子动力电池寿命预测精度，本文中提出一种融合经验老化模型和电池机理模型的电池寿命预测方法。该方法以基于经验老化模型SOH预测值作为卡尔曼算法的先验估计，以基于机理模型估计电池未来容量衰减量进而预测得到的SOH作为卡尔曼算法的后验修正，从而实现对锂离子电池寿命的准确预测。基于电芯试验数据的动力电池寿命预测算法验证结果表明，锂离子动力电池剩余寿命预测误差≤5.83%、基于实车数据的锂离子动力电池的剩余寿命预测误差≤8.12%，取得了良好的预测效果，丰富了锂离子动力电池寿命预测的方法。     

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。     

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。     

锂离子电池机械滥用失效机理及仿真模型研究进展

本文中聚焦机械滥用下的动力电池安全研究，总结和分析了锂离子电池在压痕、针刺和压缩等机械滥用条件下的失效机理，并详细阐述了目前针对电池机械滥用仿真的多种分析模型。最后对未来关于锂离子电池机械滥用失效机理、仿真模型和安全设计方面的研究做出展望。