温度对磷酸铁锂电池性能的影响

主要从放电容量、放电中值电压、放电能量3个方面研究了低温阶段与高温阶段两阶段温度对磷酸铁锂电池性能的影响，同时还对比了低温（-20℃）充放电与常温充电、低温放电2种情况下放电容量，最后考察了48V180Ah电池组（15串）在充放电过程中电池组内不同区域的温度场分布情况。实验结果表明：对于实验的样品，低温对电池影响较大，...     

SOC不一致的电池并联性能研究

此文从实验角度考察了当SOC状态不一致的两电池(0%/100%)并联时并联搁置阶段、放电阶段以及放电结束后的静置阶段的干路电压及支路电流变化情况,并比较了并联充放电与单体单独充放电的放电容量间的差异。实验结果表明:当开路电压相差较大时,其接触时的瞬间电流非常大,此情形可能会对电池造成伤害,因此应尽量避免开路电压相差较大的电池直接并联;在并联搁置时,电压较高的电池会对电压较低的电池进行充电,起到自我均衡的作用;并联恒流放电过程中,经过并联单体的支路电流不断变化;并联放电结束后,两电池之间仍然在相互充电以达到电压平衡;无论并联整体放电还是并联后单体单独放电,其容量均与单体独自放电容量相当。SOC不一致电池并联不会对容量产生不利影响。     

一种新的充电方案对锂电池组循环性能的影响

分别对A、B两组36V10Ah磷酸亚铁锂锂离子电池组进行传统充电方案与新的充电方案交叉的循环性能测试,通过不同方案下的循环前后容量对比可以发现,新的充电方案可以在一定程度上提升电池组的循环性能,对于单体性能差异较大的电池组,其改善效果尤为明显。通过实验发现,电池组循环性能的衰减主要是由于电池组整体的差异性而使得充电容量衰减,而非单体性能的下降。另外,通过对电池组中3个单体进行单独放电而故意加剧电池组间单体电池荷电状态失衡,从而模拟实际使用过程中可能会出现的单体间自放电率差异较大的情形。在此种状态下,新的充电方案可以通过10次的循环过程将电池组容量恢复至正常水平。因此,新的充电方案可以有效地均衡电池组间单体容量差异,从而避免使用过程中由于单体间自放电差异的存在和累积而导致电池组寿命的急剧缩短。     

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。     

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。     

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。     

直链烷基醚对磷酸铁锂电池性能的影响研究

为了提升磷酸铁锂电池的低温性能,本文在常规EC(碳酸乙烯酯)/DMC(碳酸二甲酯)/EMC(碳酸甲乙酯)(1:1:1)电解液配方(Base)的基础上,引入了20%(体积比)的新型醚类有机溶剂。研究了此类溶剂对磷酸铁锂电池性能的影响,发现2#醚类溶剂在电解液中具有很好的化学稳定性,并且2#醚类溶剂的加入能够大幅度提高电解液的电导率,EIS测试表明欧姆阻抗和电化学转移阻抗均有降低。加入2#醚的电池常温1 C放电容量达96.3 m Ah/g,-25℃低温放电容量达99.3 m Ah/g,放电容量保持率为71%;而Base电解液放电容量保持率为45.7%,表明该种醚类溶剂的加入使电池低温放电性能大幅提高。     

锂离子电池低温放电性能及电池间一致性(英文)

用实验方法研究了锂离子电池在低温下的放电性能以及电池间一致性。在不同温度下,测量了多节18650型号的锂离子电池的恒流放电与电化学阻抗谱(EIS)。当环境温度从25℃降至-20℃时,4节电池的平均容量降低了58.4%,而容量的标准方差增大了6倍。EIS结果表明:降低环境温度会明显增大电池的阻抗,特别是电荷转移阻抗(RCT),同时,电池间的阻抗差异也被放大。15节电池的统计结果表明:电池放电容量与其阻抗之间存在线性关系。因此,低温下电池容量方差的增大是由于电池阻抗方差的增大引起的,而其中,电荷转移阻抗(RCT)起了主要作用。     

低温对纯电动汽车动力电池系统性能的影响分析

以某搭载磷酸铁锂动力电池系统的轻型商用电动车为研究对象,对比分析了动力电池在低温-10℃及常温25℃时的充电时间、能量、续航里程、百公里能耗、输出功率。研究了在-10℃低温环境下,以40 km/h匀速行驶时系统电压及单体温度的变化规律。分析结果为低温环境中纯电动汽车的动力性能研究和电池管理系统低温策略提供依据。     

车用镍钴锰三元锂离子电池过放电后的性能实验研究CSCD

锂电池过放电后会诱发内短路,短路电池单体搁置过程中会存在一定的自修复现象。为了对电池过放电的特性进行进一步的研究,以获得过放电电池的电特性,本文以过放电后的镍钴锰(Li-NiCoMnO_2,NCM)三元锂电池单体为研究对象,过放电后搁置100 d,再对电池进行20次循环充放电试验和静置试验。实验结果表明,搁置过程中电池单体的容量有衰减;无论过放至何种程度,过放电后的NCM锂电池单体在搁置100 d的前后对比中,内短路程度降低,内短路阻值变大,漏电流变小。搁置后的循环寿命实验表明,过放电程度越大的电池单体衰减速率越快。这些过放电后电池单体的性能变化规律有助于更深入地了解锂离子电池单体的特性,同时,也有助于电池短路电阻辨识算法的验证。     

低温环境下锂离子电池组双重保护系统的实验研究

为改善锂电池组低温下的性能表现,组合多种相变材料与电加热装置,提出一种锂电池低温保护系统。针对一个三串三并的锂电池组模块,首先在25℃,0℃,-20℃温度工况下进行有、无保护系统的对比性放电实验;然后在-20℃温度工况下进行长时间的保温放电实验。结果表明,无保护系统的锂电池组在低温环境下,出现了明显的性能衰退,而带有保护系统的锂电池组在低温环境下,则可以维持锂电池组温度在合适的工作范围内,其参数变化接近常温时放电的表现,有效保证了锂电池低温下的性能。     

预加热对磷酸铁锂动力电池充电性能影响的研究

对环境温度为5℃的磷酸铁锂动力电池模块进行预加热后对其充电。结果表明,电池模块在15～20min之间温升最快,加热50min后温度趋于稳定;5℃时充电容量为25℃时最大充电容量的90%;预加热60min后充电容量约为25℃时最大充电容量的97%。     

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。     

铅酸电池单体充电电动自行车问世

南京金城电动科技发展有限公司近日推出铅酸电池单体充电电动自行车。该产品采用数字扫描定位充放电技术，改变了传统电动自行车电源系统、充电系统与放电系统的工作模式，使该车串联电池组的每个单体电压在系统的数字扫描定位的监控下始终处于强制平衡状态，整车电动机、电池、控制器和充电器处于最佳匹配状态。它的优点在于充电器可对整组电池进行单体检测、充电、保养及修复，电池从此不需配组，配合金城专用的纳米离子电池可延长使用寿命至2年。     

SOC不一致的电池并联性能研究

从实验角度考察了当SOC状态不一致的两电池（0％/100％）并联时并联搁置阶段、放电阶段以及放电结束后静置阶段的干路电压及支路电流变化情况。并比较了并联充放电与单体单独充放电的放电容量间的差异。实验结果表明：当开路电压相差较大时，其接触时的瞬间电流非常大，此情形可能会对电池造成伤害，因此应尽量避免开路电压相差较大的电池...     

基于Peukert模型的车用纳米磷酸铁锂电池性能研究

以纳米Li Fe PO4锂离子电池为研究对象,在50~450 A和-18~50℃范围内,对其充放电特性、Peukert模型与温度的关系进行了讨论,利用Ragone曲线对阀控式密封铅酸动力电池、镍氢动力电池及锰酸锂离子电池的能量功率特性进行了对比分析。研究表明,该纳米Li Fe PO4锂离子电池的快速放电能力和能量功率特性都得到很大改善,尤其适合于高温工况;低温性能依然还是纳米Li Fe PO4锂离子电池的弱点,亟待进一步提高。     

电池组均衡电路的真正作用及新方法

能否使用电池组的全部容量对于用户和电池制造商都具有重要意义。目前的“均衡”电路只对电池组充电有效,即能充到全部容量,但放电均衡电路稀少、复杂、昂贵且不具备实用性,各单体放电其实处于“裸奔”状态,其压差数据完全依赖于各单体出厂时的品质参数一致性。本文以满足实用性、工艺性、成本限制、用户接受度为导向,提出一种由大电流开关器件逐个切除已放电完毕的衰减单体的电路结构,具有简单高效、低成本的特点。     

浅析低温环境下纯电动汽车续驶里程缩减的因素

动力电池作为纯电动汽车的唯一能量源,其性能直接影响整车性能.动力电池性能易受温度影响,尤其在低温环境下电池充放电能力受限,进而造成纯电动汽车里程衰减.本文以某纯电动汽车为研究对象进行常温及-7℃低温CLTC工况试验,分析常温及低温整车能量管理策略,从整车开发层面提出降低纯电动汽车低温里程衰减的措施及建议.     

低温条件下锂离子电池电、热性能研究

锂离子动力电池系统在低温条件下能量密度和功率密度降低,影响车辆的动力性能和续航里程。针对此问题,文章选定电池供应商提供的锂离子电池模块,根据目前国标和实际工况对电池系统的要求,采用试验的方法得到了电池模块表面温度随不同环境温度、不同充放电状态以及行驶工况下的变化规律。结果表明,随着环境温度的下降,放电平台、放电容量都会变小,而温升会变大;在低温状态下放电平台会经历一个"波谷"阶段;为了保证低温下电池的正常使用,必须对电池进行热管理设计。本文研究结果可为动力电池系统结构设计和热管理设计提供技术支撑。     

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。