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。     

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.     

一种串联锂离子电池组P-C-C-P均衡器及其控制方法

针对电动汽车锂离子电池组各单体间往往存在电量不一致而导致电池组的可利用容量降低,并大大缩短了电池组使用寿命的问题,提出了一种基于反激式变压器的P-C-C-P均衡器.它结构简单、易于控制,采用反激式变压器在电池组中进行能量传输,提升了均衡效果;在电池组充、放电和静置过程中,可根据情况在3种均衡策略,即P-C、C-C和C-...     

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。     

混合动力汽车用镍氢电池组散热性能仿真与试验

为了解决混合动力汽车用镍氢电池使用过程中温升过高,电池组各模块温差大,影响电池组的充放电性能和使用寿命的问题,根据传热学的质量、动量和能量守恒定律建立镍氢电池组的三维非稳态散热模型,采用计算流体力学方法,数值模拟分析了镍氢电池组的流场和温度场;进行了混合动力汽车行驶工况下镍氢电池组的充放电试验和温度场测量,提出了镍氢电池组散热系统的优化方案并进行了优化方案散热效果的仿真分析。结果表明:仿真分析结果与试验结果具有较好的一致性,所建流场和温度场模型是合理的;优化方案可实现镍氢电池组的良好散热,有效降低温升和电池模块之间的温差,从而满足混合动力汽车对电池组的使用要求。     

动力电池组风冷空调系统研究

通过对纯电动汽车动力电池组风冷空调系统的试验研究,全面掌握电池组高温环境中(+35℃--+45℃),和不同车速状态下电池组温度的控制,电池组的实际工作温度既能满足整车充放电的正常工作也可以达到增加电池组工作寿命的目的,并对电池组风冷空调系统的温度控制问题的解决提供一种新的思路和方法。     

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。     

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。     

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。     

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。     

纯电动汽车动力电池均衡技术分析

纯电动汽车所采用的动力电池组是由多个单体电池组成的。在目前的电池制造技术水平下,纯电动汽车的蓄电池虽然是同一型号、同一规格,但各蓄电池的电压、内阻及容量等参数存在差别。单体之间的性能差异在蓄电池整个生命周期里不可避免的存在,组合成多节串联电池组后,在充放电过程中的不一致会导致单体电池由于过充、过放而提前失效。这不仅缩短了动力电池的使用寿命,而且会因为单体电池的内阻增大和有效活性物质减少而使动力电池充放电能量转换效率下降和输出功率降低,并导致电动汽车的动力学下降。     

电动汽车动力电池组风冷结构仿真及优化

为解决目前电动汽车动力电池组在开发中出现的电池包风冷散热性能不良问题。通过研究不同散热风道结构中电池组温度分布的均匀性特性,借助CFD有限元法,进行流场速度矢量图和温度云图的比较,分析了散热性能和温度分布均匀性特性。讨论了风道的设计对电池组温度分布特性的影响,最后通过试验进行验证,试验验证表明:优化后的电池组整体压力较小、风速较高、温度均匀性较好且散热特性优秀,具有较好的应用性。     

基于改进DBSCAN的异常电池识别

单体电池间的性能差异是影响动力电池组使用安全性的主要因素之一,为识别电池组中一致性差的电池,即更容易发生危险的异常电池。文章在常规DBSCAN算法的基础上进行改进,针对其对输入参数敏感的缺陷,提出一种基于数据分布特性自适应确定MinPts参数和Eps参数的改进DBSCAN算法。将改进DBSCAN算法用于电池一致性分析,并利用电池充放电数据设计相关实验进行验证,验证结果表明所提出的算法异常电池识别效果良好。     

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。     

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。     

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。     

混合动力汽车镍氢电池组通风结构优化分析

对混合动力汽车现有的镍氢电池组的通风结构进行了研究,分析了不同电池模块配置方式对电池组冷却空气流场和温度场分布的影响.在现有的顺排和叉排的基础上提出了梯形排列,采用ANSYS CFX软件对不同排列进行了数值模拟,结果表明,梯形排列方式可以较好地改善电池组温度分布的均匀性.最后,设计了梯形排列电池组样机,并进行了充放电和温度测量试验,验证了数值仿真的结果.     

磷酸铁锂电池SOC的电流脉冲探测研究

在估算动力电池SOC的方法中,累计误差和自放电等因素的存在一直是准确估算电池组整体SOC的一大障碍.文中在不同SOC状态下,通过研究电池对不同充放电电流的响应程度,确定几组响应最强烈的充放电电流,并在电池组实际装车运行中抓取该电流条件下的脉冲,在龟池管理系统(BMS)中与实验所得数据进行对照,作为辅助方法对当前计算的S...     

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、放电能量三个方面研究了低温阶段(25℃至-20℃)与高温阶段(25℃至60℃)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两种情况下放电容量,最后考察了48V/180Ah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,-20℃是其低温坎;高温下电池性能变化不明显,温度50℃以上,电池性能开始下降,推荐使用温度范围0℃～50℃;常温充电相比低温充电其放电容量仅提升10%;电池组在使用过程中,最内部的单体与最外面的单体温度差异可达12℃。     

电动汽车主从分布式电池管理系统设计

为解决电动汽车动力电池充放电不均衡、性能易受温度影响的问题,设计了一款电池管理系统。整体结构方面,采用了主从分布式方案。硬件方面,设计了电池电压采集电路、温度采集电路、通信电路以及保护均衡电路;软件方面,设计了均衡策略、温度控制策略和电池SOC估计策略,建立了LABVIEW的人机交互界面,实时显示电池信息。最后,以磁粉制动器作为负载,进行了模拟工况实验,结果表明,该系统测量误差小,均衡响应快,SOC估计误差小于4.8%。