电动汽车锂离子电池低温性能研究

通过对锂离子电池在不同环境温度下进行低温充放电实验,研究了锂离子电池在低温环境下的性能变化。结果表明,随着环境温度的降低,锂离子电池的充电性能和放电性能都显著下降。低温充电时,充电容量大幅度衰减,端电压急剧升高,恒流充电阶段容量所占比例降低。低温放电时,电池的放电容量和端电压会严重下降,随着环境温度的降低,内阻不断增大。因此,在低温环境下必须对电池进行预加热以提升电池的使用性能。     

基于VMD-GPR的锂离子电池健康状态预测研究

为了对动力锂离子电池进行更好维护和管理,本文提出一种基于变分模态分解和高斯过程回归的锂离子电池健康状态(State of Health,SOH)预测方法.首先利用变分模态分解方法对原始训练数据集进行分解,可以生成固定个数的子训练集;然后在每个子集上训练高斯过程回归模型;最后利用自适应提升算法对训练的多个GPR模型进行集...     

基于SSA-ELM的锂离子电池寿命预测

锂离子电池的性能在循环充放电、环境温度变化、自身材料老化等情况下会不断退化,严重影响电池正常可靠运行。为了提高锂离子电池寿命预测的精准度,提出了一种基于麻雀搜索算法优化极限学习机的锂离子电池寿命预测模型。选用麻雀搜索算法SSA优化ELM的权值和阈值,既减小了由于ELM随机产生权值和阈值导致预测结果不准确和回归模型不稳定等缺点,又改善了全局搜索能力。实验采用NASA锂离子电池数据集,用均方根误差RMSE和相关指数R²作为评价标准,对所提模型(SSA-ELM预测模型)、BP神经网络模型和ELM模型的预测结果进行对比分析。实验结果表明,相比于传统神经网络模型,SSA-ELM算法泛化性能更好,预测精度更加准确可靠。     

热管用于锂离子电池组散热性能的研究

将风冷散热与热管技术结合,设计一组三并四串的21700型锂离子电池散热模块,通过实验研究该电池散热模块的散热性能,并与模拟散热模块研究性能结果进行对比。结果表明:当热管长度为50mm时,在不同环境温度(15,25,30℃)和不同放电倍率(1C,2C,3C)下,均能满足电池散热性能要求。实验与模拟结果对比两者温度变化趋势基本相似,确保了电池组散热模型的准确性,为未来的模拟优化测试提供了依据。     

锂离子电池模组水冷散热结构分析

针对大容量锂离子电池工作时的温升问题,根据锂离子电池的生热原理和传热机制,设计了由单体电池组成电池模组时的2种不同水道结构的液冷散热方案,并通过有限元软件ANSYS Fluent模拟分析了2种方案电池模组在不同放电倍率下的温度场。结果表明,随着电池放电倍率的增加,电池模组的温度逐渐提高,温差也越大,从0.5C放电倍率下温差为1℃增加到2C放电倍率下的8℃,相比之下,方案A的冷却效果更好,且方案A的水道压降小,有利于冷却液在循环系统中循环散热。随后,对方案A中不同进口速度进行分析。结果表明,随着进口速度的增大,电池模组最高温度与最大温差都减小,冷却效果更好。     

车用三元锂离子电池试验与热仿真研究

针对车用三元锂离子电池热安全性问题,选用圆柱形三元锂离子电池作为研究对象,确定试验方案对单体电池实施恒倍率恒温测试,并基于电化学-热模型对单体电池产热及温度分布进行数值模拟,将试验结果与模拟结果进行对比,试验与仿真曲线相对误差小,验证了模型的准确性。在此基础上对电池产热做进一步分析,发现正负极材料具有不同的产热特性,负极对可逆产热贡献大,而正极对不可逆产热贡献大。     

锂离子电池温升特性分析及液冷结构分析

电池的制作是如今世界采用的能够储存能源的最佳方式。大多的工具都会选择电池作为动力能源的储备。电池的种类随着时间的发展,而对锂离子电池作为电动汽车动力电池存在着许多的问题。例如,电池存在着温升发热导致的温度分布小及过热现象。根据电池的热物性参数及环境温度设施的内阻,建立电池包生热分析模型。因此,我们针对锂离子电池温升特性分析及液冷结构展开分析,仅供参考。     

基于电化学阻抗谱的锂离子电池内部温度估算研究

针对电动汽车用动力电池组中单体电池内部温度估算精度不高,容易造成热失控起火等安全问题,提出一种基于电化学阻抗谱特征量的锂离子电池内部温度在线估算方法。首先以不同SOH(State of Health,健康状态)及SOC(State of Charge,荷电状态)下三元锂离子单体电池作为研究对象,使用电化学工作站在不同环境温度下对其进行EIS(Electrochemical Impedance Spectroscopy,电化学阻抗谱)试验,在0.01~10 000 Hz的激振频率范围内分析相移值曲线的分布规律,结果表明:在10~800 Hz的特定频率区间内,相移值曲线不受电池SOC及SOH干扰,且相移绝对值与电池内部温度存在良好的映射关系,进而确定了温度与相移值之间的唯一函数关系表达式,得到了电动汽车用三元锂离子电池内部温度在线估算方法。     

基于随机森林的锂离子电池健康状态估计

锂离子电池是电动汽车上关键的部件之一,准确地估计电池的健康状态(State of health,SOH)有利于保证电池的安全、提高电池的使用寿命。考虑到车用锂离子电池实际的使用情况,基于电池恒压充电电流曲线提出了一个预测电池SOH的新方法,建立了一个随机森林(Random forest, RF)模型来估计电池的SOH。另外,为了验证模型的准确性,把RF模型和BP神经网络模型进行了对比分析。实验结果表明,和BP神经网络模型相比,本文建立的RF模型能够更有效地估计电池的SOH。     

电动汽车用锂离子电池荷电状态的卡尔曼滤波算法

在考虑电动汽车蓄电池在使用过程表现的高度非线性基础上,分析了影响电池荷电状态的主要因素及其处理方法,建立了改进的二阶线性化电路模型,采用KALMAN滤波法与安时计量法的组合算法来精确估算电池荷电状态,通过Matlab/Simulink仿真,验证该方法的可行性及准确性。     

动力锂离子电池二次生命周期商业运营模式

通过研究新能源汽车用锂离子电池的二次生命周期,分析其再次利用为储能装置的可行性,旨在降低动力电池全生命周期成本,推动新能源汽车市场的发展。针对锂离子电池性能研究,估计电池成本和新能源汽车总量,预测未来可供使用的二次电池总量。考虑可再生能源并网,研究储能装置在电力系统中的应用,探讨了锂离子电池用于电网调峰调频的可行性。通过对比锂离子电池二手市场不同参与者的利益点,根据各个时期电池拥有者的不同,得到了可行的商业模式,确立了锂离子电池二手市场竞争环境。     

基于锂离子电池的双向DC/DC变换器仿真

以锂离子电池为负载,采用双向DC/DC变换器为主电路,提出了充放电控制策略,使系统能实现恒压恒流、Buck/Boost之间切换,并利用Matlab软件搭建了系统仿真模型,验证其控制策略的正确性和可行性。     

基于作业工况和退役锂离子电池的电动拖拉机电源系统优化

针对电动拖拉机制造成本高的问题,提出一种基于作业工况和退役锂离子电池的电动拖拉机电源系统优化方法。采用分选后的退役锂离子电池单体对电动拖拉机电源系统进行参数匹配,对电池PNGV等效电路模型进行参数辨识后,基于作业工况和退役锂离子电池,以电动拖拉机经济性最优为目标设计目标函数,以电动拖拉机功率需求与续航时间要求制定约束条件,对电动拖拉机电源系统进行参数优化。以实例计算对优化结果进行试验验证,采用退役锂离子电池对电动拖拉机电源系统优化方案与新电池进行对比。结果表明：该参数匹配方法通过退役锂离子电源系统,可满足电动拖拉机使用需求,并降低电源系统成本。成组价格为新电池的29.4%,综合成本为新电池的36.9%,可为电动拖拉机退役锂离子电池电源系统设计提供参考。     

基于叠层稳态热测量技术的锂离子电池导热系数测量

锂离子电池作为电动汽车的主流动力源,其组件导热系数是计算热传导过程中导热量最重要的参数。针对现有测量锂离子电池组件导热系数方法测量时间长、测量误差大,样品制备复杂等现状,提出了一种基于红外测温原理叠层稳态热测量方法,该方法采用激光加热叠层表面,通过红外热像仪测量表面温升,完成测量平台的搭建。测量聚丙烯材料的导热系数表明,该方法能够准确测量固体材料的导热系数,且测量模型简单,测量速度快。采用非接触式的测量方法,测量误差小,为测量锂离子电池组件的导热系数提供了新的方法,具有较好的工程应用前景。