电动汽车动力电池均衡方法研究

针对电动汽车动力电池包中单体电池性能差异造成的不良影响，探讨了几种均衡技术。研究了集中均衡，以及分散均衡中的隔离式均衡和非隔离式均衡方法。分析了集中均衡系统和分散均衡系统的适用场合。通过集中均衡器对NiMH电池包的均衡实验，表明均衡不但能缩小电池电压的差异，还能提高电池包的放电容量。     

新能源汽车动力电池包生热量仿真分析

某车型电池包箱体空间较小,电池单体的散热效果受结构限制,在极端工况下极易产生电芯高温热失控问题进而影响行车安全。因此在该电池包设计过程中,电芯堆叠热设计就显得极为关键,文章采用Matlab仿真程序,基于戴维南单体电池模型和HPPC测试,完成了某新能源汽车电池包热生热量仿真分析,对比了25℃与40℃环境温度下电池单体在不同工况下的生热性能,为三维电池包热仿真提供必要的输入条件。     

基于主动均衡策略的电动汽车用锂电池管理系统设计研究

为提高电动汽车用锂离子动力电池单体间的一致性及其能量利用率,需对电池单体或在模组间进行电量均衡。在研究动力电池组主动均衡策略的基础上,对均衡系统进行仿真建模,得到了动力电池电量、均衡时间与反激式直流转换器通断间的关系,并根据仿真分析结果搭建试验平台进行验证。验证结果表明,设计开发的动力电池均衡管理系统可实时检测电池单体的情况,并实现可编程式电池能量主动均衡,具有良好的均衡效果。     

基于SOC多模块变压器电池组主动均衡技术研究

针对纯电动汽车动力电池单体间以及电池模组间的均衡速率和均衡效率问题,设计电池单体串联和电池模组串联电路来研究电池单体间和电池模组间充放电时的均衡速率和均衡效率,电池单体间采用电感式和多模块变压器式的主动均衡方式,电池模组间采用多模块变压器主动均衡方式。在MATLAB/Simulink软件环境下分别搭建相应的仿真模型,以电池荷电状态（SOC）为均衡控制变量,采用“均值-差值”控制策略进行仿真实验。仿真结果表明,串联电池单体采用多模块变压器均衡时间是电感式均衡时间的3倍;电池组间均衡时底层单体电池SOC通过电感式均衡快速保持一致,顶层电池模组通过变压器同时充放电,使得电池组SOC保持一致。将单体均衡采用电感式,模组采用多模块变压器式均衡应用于车载多电池箱均衡中有助于提升均衡速率和均衡效率。     

电动汽车动力电池包仿真模型设计

随着新能源汽车的普及,各个整车厂在新能源车型投入的越来越多,车型也越来越多,而每个车型对应的电池包也不同。为了在电池包设计前期了解电池的性能,基于Matlab/Simulink设计了一种动力电池包的仿真模型。此仿真模型可以通过输入电池参数仿真出电池的温度变化曲线、电压变化曲线以及荷电状态变化曲线,通过输入继电器和高压系统参数仿真出预充时间和高压输出变化曲线,通过导入车辆工况仿真出电池运行的实时状态（温度、电压、荷电状态等）。这些变化曲线对于电芯的选型以及预充电阻的选型具有重要的参考价值。经过仿真后的曲线分析,此模型与电池的电化学特性相符,高压变化也符合物理变化特性,可以用作电芯和预充电阻的选型参考。     

基于水桶补短理论的电动汽车锂电池主动均衡管理系统设计

针对国内电动汽车锂电池主动均衡系统质量不稳定,国外该项技术可靠性较高,但成本较高的问题,文章借鉴水桶补短理论,设计了一款新型电动汽车锂电池主动均衡管理系统。该系统通过矩阵电路对最低单体进行充电,使能量有效转移到最低点,起到最大幅度节能的目的。同时该管理系统外电路结构简单、布线容易、成本低、质量稳定,降低了整车成本,有利于锂电池主动均衡管理系统的普及应用。     

电动汽车的电池管理系统(下)

<正>(接上期)五.电池的均衡管理为什么需要电池均衡呢?首先一个串联的电池包,不管你怎么去筛选,总是会出现不均衡(电压差别、容量差别、内阻差别、充电和放电速度差别)现象。这样在实际使用过程中,每个单体电池的输出电量是不一样的。这里需要增加一个衡量电路,以提高电池包储电空间的利用率。在电池充放电时,出现的不均衡现象如图6所示。     

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。     

电动汽车锂电池组充电均衡控制方法研究

锂电池组是电动汽车的主要驱动能源,然而尚不成熟的电池均衡充电技术成为制约电动汽车普及化的最大瓶颈。本文针对锂电池组中因单体电池性能差异造成能量不一致性的不良影响,以各单体电池电压为控制变量,提出一种基于模糊控制的锂电池组充电均衡控制方法。并通过MATLAB仿真分析得出:在充电均衡过程中,利用模糊控制方法调节PWM的占空比,电池组能够较好地完成各单体电池间的能量均衡,证明了该方案的可行性。     

基于导热胶散热的电池包热流场特性研究

基于某微型电动汽车55A·h锂离子动力电池包的单体发热功率测定数据,在匀速行驶、持续加速和NEDC 3种工况下,通过FLOEFD仿真对比分析单体之间为空气和单体之间填充导热胶两种电池包的温度场分布情况。结果表明:匀速行驶工况结束时刻,使用导热胶填充间隙的电池包温差比间隙为空气的电池包降低了1.41℃;持续加速工况结束时刻,温差降低了0.14℃;NEDC工况结束时刻,温差降低了0.2℃。可见导热胶对降低电池包温升与均衡电池包温度场方面有明显作用。     

充电模式下锂离子电池组主动均衡控制方法研究

目前电动汽车都会采用到驱动动力强劲的锂离子电池,在充电模式下保证锂电子电池组实现主动均衡控制,有效推进电动汽车电力系统良性发展,提升电汽车整体性能。文章中所探讨的是基于双向Buck-Boost拓扑结构的主电路主动均衡控制系统,它其中基于荷电状态SOC建立主要均衡判据,进而实现了对主动均衡控制策略的有效改进。简单研究了充电模式下的锂离子电池组主动均衡控制电路设计方法,锂离子电池组的SOC均衡控制策略,并对其设计控制方法仿真结果进行分析。     

电动汽车锂电池组高效主动均衡的研究与测试

电动汽车车载动力锂电池组在动态循环工况下的不一致性问题会严重降低电池组的整体性能。为此设计了一种基于宽压双向DC/DC的锂电池组主动均衡系统,实现任意单节或相邻多节电池间的高效能量转移。系统包括开关阵列选通单元、双向DC/DC单元和超级电容储能单元等。以各单节电池实时电压为均衡变量,开展均衡策略研究,并搭建了电池组主动均衡系统测试台架,对电池组在静置和恒流充电两种状态下进行均衡测试。结果表明:所提出的主动均衡方案可快速改善电池间的电压不一致性,均衡过程中能量转移效率可达83%以上。     

基于反激式变压器的锂电池组单体电压检测方法

为了避免串联锂电池组使用过程中产生过充、过放,对每节电池的电压必须实时检测。本文提出了一种基于反激式变压器的串联锂电池组单体电压检测方法,该方法由反激式变压器、MOSFET开关、偏移电路及AD采样电路组成。提供了10串锂电池组电压检测电路图和检测程序流程图。最后,给出10串锂电池组电压检测系统的实验结果,并进行分析。结果表明,该方法具有精度高、采样速度快、对锂电池组影响小等优点,主要用于基于反激式变压器的主动均衡电池管理系统。     

插电式混动汽车电池包热伤害仿真分析

电式混动汽车受限于下车体布置空间限制,高温排气管路与电池包布置均较近,而电池包受排气管路热辐射影响极易产生电芯高温热伤害的问题进而影响行车安全,因此插电式混动汽车电池包热防护设计就显得极为关键,本文基于Star-ccm+s2s热辐射模型,完成了某插电式混动汽车电池包热伤害仿真分析,并进行实车试验验证,仿真误差低于6%,符合工程设计需求。     

基于多层均衡的电动汽车锂电池组均衡优化设计

电动汽车动力电池组由于生产和运行工况等不同,会使组内电池的电量不一致,进而造成电池组使用寿命降低、安全风险增大等一系列问题。论文针对这些问题,在传统电感主动均衡方案的基础上提出了一种多层均衡方案。这种方案第一层以电池荷电状态（SOC）为均衡参数,高层则以电池工作电压为均衡参数,通过多层均衡系统的综合作用来达到电池组间的能量转移。在该方案的基础上,以八个电池为例建立了Simulink仿真模型,并进行恒流充电、静置和恒流放电三个工况的仿真测试。经过仿真测试,在上述三种工况中各电池的SOC随着时间会逐渐趋于一致。仿真结果表明,该方案在充电、静置、放电工况下都能有效完成能量转移任务,对电池组进行了电能的均衡,证实了该方案有效性。     

动力电池包热管理设计与优化分析

针对动力电池包热管理中系统温度不均匀的问题,本文以某款液体循环冷暖一体化热控方式的电池包为研究对象,通过Ansys-fluent对其液冷回路进压降仿真,并优化液冷回路,最后通过实验验证优化前后系统的散热/加热性能,得出流量均匀性越好在液冷和液热时,电池包内电芯间的温差越小,散热以及加热效率更高。为后续热管理设计可将流道的设计作为重点考察对象进行优化。     

改进反激式开关电源的电池双向均衡系统

为了解决电池均衡系统在均衡过程中被充电电池自行放电现象,避免出现不合理电流产生能量损耗,提出了使用主控MOS管与辅控MOS管的改进的电池均衡系统,实现了均衡电路中各回路电流流向的精确控制;以反激式开关电源为核心原件,完成了双向均衡电路的设计。通过在Matlab/Simulink平台下建立完整的均衡系统模型,并建立调参模型作为辅助模型,来对所建立均衡系统进行仿真。研究结果表明,在一定初始条件下,1C充放电倍率下充电时间延长171.1s、放电时间延长143.1s,1/3C充放电倍率下充电时间延长731.2s、放电时间延长868.5s,证实了改进均衡系统的有效性与实用性。     

电池管理系统的均衡设计

通过对电池管理系统中被动均衡和主动均衡的效果比较,阐明主动均衡可以大大减小电池组中单体电池一致性的差异,从而提高电池组的使用效率。     

锂离子电池管理系统及其均衡模块的设计与研究

针对混合动力汽车单体电池性能的不一致性造成的不利影响,设计了电池管理系统及其均衡模块.该系统采用单片机,对电池组参数进行实时精确采集并分析处理,再通过控制电路实现电池组的均衡充放电.试验结果表明,该系统不仅可使电池进行均衡充放电,而且能对电池的不一致性进行有效补偿,使各个电池都发挥出最优性能.     

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。