车用锂离子电池低温特性与加热方法研究进展

鉴于低温条件下动力电池功率特性变差,充放电效率下降,制约了电动汽车的发展,一方面通过对不同规格、不同材料体系的动力电池进行低温放电、充电、交流阻抗谱特性测试,分析制约锂离子动力电池低温性能的关键因素;另一方面,从动力电池热管理角度出发,对目前低温加热技术的研究进展进行综述,旨在为改善动力电池低温性能和对动力电池低温热管理技术的进一步研究提供指导。     

电动汽车锂离子电池脉冲加热技术研究进展EI北大核心CSCD

低温环境下,电动汽车锂离子电池存在可用容量降低、充电困难和循环寿命衰减等问题,严重制约了锂离子电池的应用,因此,确保锂离子电池在合适的温度范围内运行至关重要。电池脉冲加热技术具有加热速率快、温度均匀性好和系统结构简单等优势,是解决锂离子电池低温应用难题的有效手段。本文中从脉冲加热方案、脉冲控制参数和脉冲加热策略3个方面对脉冲加热技术的研究进展进行了综述。首先,介绍现有脉冲加热方案优劣势,其次,总结不同脉冲控制参数下锂离子电池的温升和容量衰减特性,最后,对比不同脉冲加热策略对锂离子电池低温性能的影响,指出脉冲加热技术未来发展的方向。     

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。     

新型动力电池热管理系统设计及性能研究

为提高动力电池液冷系统和加热系统的冷却和加热效果与安全性，本文中基于理论分析和数值模拟的方法设计了一种新型冷热集成系统。其中，液冷板采用独立式盘绕铝管嵌入铝材基板结构，并设计了流量分区以适应电池模组差异化的冷却需求，而低温条件下电池模组的快速加热，则通过集成PTC热敏电阻模块来实现。实验结果表明，在环境温度为40℃条件下进行快速充电和大功率放电循环时，电池包4个分区的最高温度均低于45℃，且各分区温差在1℃左右；在环境温度为-20℃时，内部加热方案可快速将电池包温度由-20℃上升至可大电流充电的温度，且其能耗比外部循环加热方式降低41.4%。     

纯电动汽车动力电池低温充电热管理试验研究

在低温环境中动力电池充电速度慢、充电容量低.本文对低温环境下的电池采取隔热优化、加热管路优化及控制策略优化等热管理措施,并对其充电效果进行验证.     

电动汽车动力电池低温性能研究与应用

电动汽车锂离子动力电池在低温条件下工作时,电池的内阻明显升高、功率和能量急剧下降,导致整车低温下动力性能不足、续驶里程不足、充电受限等问题。通过试验进行了动力电池的低温特性研究,提出了适合整车低温工作的解决方案,通过实车验证,达到了很好的效果。     

纯电动汽车动力电池热管理技术探析

纯电动汽车动力电池在充电放电时会产生大量的热量,在经过低温静置后,温度会很低,此时动力电池需要热管理系统为其冷却或加热,以保证续驶里程、使用寿命和安全性。文章总结了动力电池冷却和加热的不同方式,列举某款纯电动汽车热管理系统方案,为电动汽车热管理系统设计提供参考。     

单束热管的电池热管理模组低温预热特性研究

为改善低温环境下锂离子动力电池性能,本文提出一种基于单束热管的动力电池热管理低温预热模组结构。在对单体电池进行产热模型试验验证的基础上,采用数值计算的方法,研究热管蒸发段预热方式、加热液体的入口温度和环境温度对模组内电池的升温特性影响。     

低温加热策略对动力电池快充时间影响分析

为保证纯电动汽车低温性能,低温下需对动力电池制定有效的加热措施。文章基于Amesim,建立了某款动力电池系统冷却液加热模型。对比分析了低温下定目标水温与变目标水温对动力电池系统快充时间、温差、能耗影响,快充SOC5%-95%定目标水温快充时间比变目标水温快约21min,电池包最大温差增加3℃,能耗增加0.42kWh。在次基础上分析了不同定目标水温对动力电池性能影响,定目标水温每增加10℃,快充时间减少2-3min,电池包最大温差增加约1℃。最后对比了降档策策略对快充时间影响,直接降档与关闭加热器降档快充时间、电池包最大温差基本相同,能耗减小5.6%,档位波动次数减小37%。     

基于不同热管理方案的动力电池低温动力性研究

动力电池在低温环境中功率特性变差和充放电效率下降是制约电动汽车发展的因素之一。为提升动力电池低温动力性,基于AMESim的1D仿真模型对不同热管理方案下动力电池目标功率的持续时间进行了研究。结果表明,动力电池预加热方案在一定程度上提升了动力电池低温动力性,但是预加热方案不仅受预加热电量来源、动力电池初始SOC以及环境温度的影响,还会在动力电池初始SOC较高时造成电量浪费;动力电池预加热+行驶加热方案不仅能提升动力电池低温动力性,还可以避免动力电池在初始SOC较高时进行预加热造成电量浪费。通过不同热管理方案下动力电池低温动力性的研究,对电动汽车低温行车过程中热管理方案提供一定的指导。     

动力电池低温热管理系统评价技术研究

电动汽车的普及对动力电池相关的技术提出了更高的要求,使电池保持在合适温度区间工作的动力电池热管理 系统已经成为各大厂商的核心技术需求。由于锂离子电池在冬季低温环境下性能下降、寿命衰减尤为明显,低温热管理 技术更是近年来动力电池研究的重点。从锂离子电池在低温环境中的性能劣化机理出发,对低温热管理系统的发展现状 进行了综述,并结合最新研究进展,归纳了一套电动汽车低温热管理评价方法。     

动力电池低温环境下对车辆性能的影响分析

针对动力电池在低温环境下放电能力下降带来的性能限制,以某款搭载了额定容量为271Ah磷酸铁锂电池的纯电动汽车为研究对象,设计了蓄电池模块低温放电容量试验和低温环境电池动态电压测试,探究动力电池的低温性能表现及其对整车行驶过程的影响。试验数据表明,相比于常温下动力电池的放电性能,低温环境下电池放电容量及电压显著下降,由此造成的放电电流限制对车辆行驶造成了一定的影响。     

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。     

汽车锂离子动力电池及使用维护

<正>新能源汽车动力电池是新能源汽车的核心部件,堪称新能源汽车的心脏。动力电池的日常维护质量将直接影响汽车的技术状况和使用寿命。在当前商业化应用的动力电池中,锂离子电池具有比能量高,循环寿命长,自放率低,使用温度范围宽,无记忆效应,对环境无污染等优势,最被市场看好。1汽车锂离子电池及锂离子电池组锂离子电池是一种充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间通过电解质进行移动实现充电和放电。根据     

余热回收对动力电池SOC及低温容量衰减影响研究

为研究低温下电机余热回收对动力电池SOC、低温容量衰减的影响,文章对某纯电轻卡进行了改制及试验,接着以试验数据为基础利用KULI建立动力电池放电模型,利用Matlab/Simulink建立电池容量衰减模型。对设定的工况进行仿真,得出在推荐的加热策略下,余热回收可提高约1%的SOC,降低约0.5%的容量衰减。进一步研究发现,只有电池增加隔热措施,才能将其温度调整至合适的区间。     

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。     

动力电池液冷液热系统的应用研究

根据某款三元动力电池的热特性,结合整车现有的空调和正温度系数加热元件（PTC）采暖系统,设计了针对该三元电池温度控制的液冷液热系统。在确保动力电池在高温条件下能正常工作的同时,解决了该三元电池在低温下无法充电或充电时间过长的问题。     

低温环境下纯电动汽车动力电池热管理方法

纯电动汽车动力电池在低温环境下会出现工作效率急剧下降的问题,文章针对该问题设计了相应的热管理方案。低温环境下,在电动汽车电机开始工作之前,采用带反馈调节功能的正温度系数（PTC）加热系统进行汽车动力电池预加热。通过四通阀将冷却液的电池与电机回路相通,构成了新的循环回路。电机开始运转之后,比较低温下PTC加热系统、电机余热分别对电池进行加热,与二者协同作用下电池温度的变化情况,发现PTC+驱动系统余热加热模式加热效率高,能量消耗少,因此,提出低温热管理方法,通过冷却液循环系统利用PTC加热系统与电机产生的热量对电池进行加热或保温。为弥补纯电动汽车单一能源的不足,以上热管理方法的能量来源于蓄电池-超级电容混合储能系统,保证电动汽车蓄电池的电量不会因热管理系统的消耗而大打折扣。     

低温环境下车用锂电池预加热策略研究

为提升电动车在低温环境下的续航里程，提出基于加热目标温度优化的电池组预加热策略，充分提高电池在低温环境下的能量效率，满足目标行驶里程的需求。首先通过实验测试确定不同温度下电池的最大放电能量；其次基于不同温度下电池的能量保持率和考虑温度对电池寿命的影响，建立非线性多目标约束方程并求解，得到不同环境温度和不同SOC状态下电池的最优加热目标温度；最后基于实测数据标定的整车物理模型对加热策略进行验证。实验结果表明，在-15和-5℃的初始温度下，基于优化的电池加热目标温度，整车的续航里程最大分别提高了8.41%和4.77%，说明所提方法能够明显提升低温下电动车的续航里程。     

低温BMS系统剩余充电时间预估的研究

当前新能源汽车大规模使用,充电时间过长是影响车主使用的主要问题,而剩余充电时间预估不准又给车主带来另外的烦恼,特别是低温状态下充电预估时间,因低温加热影响又增加了预估时间难度。本文介绍一种低温BMS系统剩余充电时间预估的策略,并结合真实的充电柜和温度箱进行验证。