动力锂电池阻抗特性的分析与验证

以现有电池阻抗模型为基础,以电工学为理论依据,建立锂电池阻抗模型。通过电化学阻抗谱对锂电池的阻抗特性进行分析,得到锂电池阻抗模型中各参数在充电和放电过程中随电池荷电状态(State of Charge,SOC)的变化规律。为验证得到的锂电池阻抗模型中各等效元件的参数值,采用暂态边界电压测试法对锂电池在充放电过程中的电压瞬态变化关系进行分析,得到模型中欧姆极化和电化学极化中等效元件参数值的误差均在12%以内。     

基于电化学阻抗谱的磷酸铁锂动力电池电路模型研究

基于电化学阻抗谱特性,对Randles等效电路模型引入复参数电感元件、复参数电容元件和常相位元件,建立磷酸铁锂电池的等效电路修正模型,通过对实测阻抗谱的拟合以及模拟退火算法,辨识修正模型中的参数。拟合结果表明,修正模型相比Randles等效电路模型精度提高近4%,能够更好地模拟电池伏安动态特性,为电池模型在电池管理系统上的进一步应用提供理论基础。     

纯电动汽车用磷酸铁锂电池的模型参数分析

鉴于纯电动汽车用磷酸铁锂电池在不同荷电状态下的电池特性差异较大,传统参数辨识方法得到的电池模型参数拟合精度较低.本文采用电化学阻抗谱来分析等效电路模型参数,以研究电池的电压特性和动态功率特性,通过综合分析实际充放电条件的主要特征来提取电池典型的参数辨识工况,并利用粒子群优化算法分析模型参数.在不同温度和使用区间的验证表明该方法的精度较高,为磷酸铁锂电池的进一步研究提供依据.     

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。     

纯电动汽车电池散热管理的对比研究

锂电池由于其出色的电化学性能被广泛应用于纯电动汽车,温度是影响锂电池储电和安全的主要因素,在温度过高下工作导致电池性能快速衰退,甚至引发热失控。文章基于锂电池储电机理,分析了温度及其他影响因素,对比研究电池散热管理各方式特点,为电动汽车散热系统的选择和研发工作提供参考。     

硫酸溶液中铕离子对铅电极/电解液界面电化学特性的影响(二)

(接上期)2.4铅电极在Eu2(SO4)3硫酸溶液中的交流阻抗特性交流阻抗技术是研究电极界面信息和动力学过程的一种电化学测试技术,通过在很宽的频率范围对测定电极反应体系进行测量,确定EIS的等效电路或数学模型,得到溶液电阻、电荷传递电阻、双电层充电电容等电化学参数,从而能推测电极系统中包含的动力学过程和机理[22]。一个反应体系的动力学过程在交流阻抗谱图上能反映出来,一般来说,如果体系的动力学过程较快,也就是体系受扩散控制时,浓差极化较大,在给定的频率范围内阻抗谱是一条直线;当一个体系的动力学过程进行得很慢时,体系主要是受电荷转移电阻和法拉第充电电容控制,在阻抗谱图上将表现出一个半圆;若体系的动力学过程和活性离子的扩散速度相当,     

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。     

锂离子电池电解液泄漏试验及参数化表征

为了给锂离子电池电解液泄漏故障诊断方法的确立提供基础，寻找与电池漏液密切相关的参数，设计了电解液泄漏故障模拟试验，对漏液电池和正常电池进行直流阻抗测试和电化学阻抗谱测试，基于二阶等效电路模型参数和弛豫时间分布方法对电池的动力学特性进行分析，提出了表征漏液故障的直流阻抗与交流阻抗参数集，为锂离子电池漏液故障诊断提供了依据。     

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。     

基于容量增量分析的石墨负极磷酸铁锂电池SOC估算方法研究

本文中对纯电动汽车用磷酸铁锂电池SOC估算方法进行研究。首先,利用基本的测试手段测得反映电池外特性的充放电电压曲线(V vs Q),并用它求得反映电池电化学特性的容量增量曲线(ΔQ/ΔV vs V)。接着,采用容量增量分析法研究充放电倍率、温度和老化程度对电池性能的影响。最后,建立了电池内部相变阶段的容量增量峰与电池SOC的对应关系,并利用这一关系来估算电池SOC,为电动汽车制定动力电池管理策略提供依据。     

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。     

AGV梯次利用退役动力锂电池设计

在电动汽车技术飞速发展的今天,退役动力锂电池的梯次循环利用问题日益凸显。在汽车整车制造领域,AGV的铅蓄电池具备换为退役动力锂电池的可能。上汽通用五菱汽车股份有限公司立足于制造系统,开展了对整车动力锂电池梯次应用于工厂AGV的研究,本文以某款AGV电源为例,主要进行了电池包PACK方案和电池管理系统(BMS)的设计以及电气设计选型,并应用于实车验证。通过上述研究验证了AGV梯次利用退役动力锂电池的可行性,并实现了AGV梯次利用退役动力锂电池的设计改造。     

基于SX5256DH434PHEV型混合动力重型环卫车的电池管理系统浅谈

在全球能源危机的情况下,随着国际碳排放出口协定的实施,绿色清洁汽车已经成为发达国家当前汽车技术的发展方向,发达国家多数把锂离子电池作为EV、HEV、PHEV的新能源。由于汽车的复杂工况和锂离子电池电化学特性,一般需要完善的电池管理系统BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM),其作用是对锂离子电池电压、电流、温度、容量、电池的SOC荷电状态计量、电池与车体的绝缘状态等多种电池参数以CAN通讯的方式与车控电脑实时进行信息交换,确保电池的能量发挥到极致,使驾驶者能够随时掌握电池的工作状态,以保证电池的安全。BMS不仅是数字化智能电池系统的中枢神经,也是新能源汽车必不可少的关键部件。     

不同干密度下重塑南阳膨胀土的电化学阻抗谱特性研究

采用电化学工作站,对不同干密度下南阳重塑膨胀土进行电化学阻抗谱检测,借助等效电路参数探究干密度与重塑南阳膨胀土电化学阻抗谱之间的规律。结果表明:5种干密度的重塑膨胀土的电化学阻抗谱均呈现非Randles模型。随着干密度的增加,和试样孔隙比有关的溶液电阻Rs和电荷转移电阻Rt单调减小,双电层电容CPE-T逐渐增加。土体内部孔隙水的状态可以通过溶液电阻Rs衡量;土体内部的孔隙连通性可以通过电荷转移电阻Rt衡量;土体的孔隙结构和溶液浓度对双电层电容CPE-T有影响。电化学方法适用于表征膨胀土的压实特性,丰富了电化学阻抗谱的研究范围。     

车用大尺寸锂离子动力电池性能的仿真与分析

为探究车用大尺寸锂离子动力电池内部性能不一致性,基于伪二维理论,建立了二维仿真模型.引入集流体区域电势分布及边界条件,对10～150 cm不同长度电极的电池建模仿真,分析了倍率性能、容量发挥率、阻抗等电性能及局部析锂.结果显示:长度为100 cm的电池在3 C大倍率充电时正极集流体压降高达0.1 V,充电容量发挥率仅为...     

一种低温动力电池交流充电加热控制策略

电动汽车动力电池充放电性能受其使用环境温度的影响,在低温环境下动力电池的电化学反应活性降低,低温交流充电控制策略不合理可能导致动力电池过充,不仅影响低温充电功能的稳定性,而且会影响动力电池的使用寿命,甚至会引发安全事故。因此合理的低温充电控制策略就显得尤为重要。文章以广汽新能源某纯电车型为例,通过对已有的动力电池低温交流充电控制策略的分析研究,提出一种新型的低温动力电池交流充电加热控制策略,并通过低温实车验证。     

Impedance-based and circuit-parameter-based battery models for HEV power systems

The relationship between voltage and current inside a battery, or the impedance, plays an important role in the simulation and design of hybrid electric vehicle (HEV) power systems. This paper proposes a new approach employing the Bode plot for evaluation of equivalent circuit parameters for a lithium polymer battery (LiPB) for HEV application. The main concept of the proposed circuit-parameter-based model approach is the application of a transfer function used to process the frequency response of the battery for calculation of accurate circuit parameters. Additionally, the Bode plot is also applied to derive the impedance-based model directly from frequency response measurements for short time simulations and practical use in the HEV. Two methods for battery modeling are proposed and verified experimentally with the voltage-current profile of a conventional HEV using the battery measured in this paper. The results show that the proposed circuit-parameter-based technique provides a satisfactory battery equivalent circuit model.     

纯电动车DC-DC电路故障诊断

当前,我国新能源汽车技术水平大幅提升,产业规模快速扩大,产业链日趋完善,新能源汽车在汽车总销量的占比越来越高。伴随着新能源汽车销量的增多,消费者、使用者对新能源汽车的售后维修服务也提出了更高的要求。传统内燃机汽车的供电设备主要是蓄电池和由内燃机驱动的发电机。纯电动汽车供电设备则是低压蓄电池和动力电池组,动力电池组提供的是高压直流电,所以需要将高压直流电转换为低压直流电为蓄电池以及低压用电设备供电,这种转换装置即DC-DC直流电源转化模块。文章重点对纯电动车DC-DC电路故障进行分析,为纯电动汽车特有故障诊断提供数据支撑和案例借鉴。     

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。     

锂离子动力电池发展现状及应用前景

随着社会经济实力的不断发展,工业领域成为了支撑我国的中坚力量.而在电池技术中,锂离子动力电池因"能量高"、"寿命长"的特点被广泛应用在的生活中.在正常的应用中,锂离子动力电池在温度范围具有非常明显的"耐受性".锂离子动力电池的工作原理非常简单,一般都将锂离子动力电池中的"金属锂"作为负极,正极则以"SOCL2"、"MN...