【摘 要】
：
为保证铝空气电池的安全性和可靠性,提高运行效率,延长使用寿命,以双路并联式铝空气电池组为研究对象,提出了一种双路冗余并联式电池管理系统(BMS).该系统实现了电池组电压电流在线检测、剩余电量估计、电解液热管理、上位机实时监控、故障报警等智能化管理.当其中一路管理单元出现故障时,另一路管理单元仍能实现对铝空气电池组与外围模块的高精度检测与控制,保障了系统的稳定运行.
【机 构】
：
中船重工集团公司第722研究所,湖北武汉 432205
论文部分内容阅读
为保证铝空气电池的安全性和可靠性,提高运行效率,延长使用寿命,以双路并联式铝空气电池组为研究对象,提出了一种双路冗余并联式电池管理系统(BMS).该系统实现了电池组电压电流在线检测、剩余电量估计、电解液热管理、上位机实时监控、故障报警等智能化管理.当其中一路管理单元出现故障时,另一路管理单元仍能实现对铝空气电池组与外围模块的高精度检测与控制,保障了系统的稳定运行.
其他文献
针对锂离子电池热扩散问题,以18650三元锂离子电池为研究对象,搭建了模组的热扩散模型,研究了模组中不同位置单体触发热失控后对整个模组热扩散的影响.基于锂离子电池热失控反应机理和热传导机理建立了单体电池在绝热条件下的热失控模型,并通过设计相应试验验证模型的准确性,仿真结果与试验结果吻合较好.以单体电池热失控模型为基础,搭建模组热扩散模型,研究了模组中不同位置单体触发热失控对模组热扩散的影响.结果表明:中心位置单体触发热失控,热失控行为呈放射状向周围扩散,且每次都是两个单体电池一起发生热失控,在40 s左右
荷电状态是电池的一个重要参数,为了精确地估计电池的SOC值,建立了Thevenin等效电路模型,将EKF与神经网络结合,利用EKF算法实时更新神经网络模型的权值和阈值.Matlab仿真结果证明,EKF神经网络比BP神经网络精度高,拟合效果好,可以更精确地估算锂电池SOC.最后通过实验验证,在HPPC工况下,二阶RC锂电池模型仿真结果和实验结果的误差在2％以内,在UDDS工况下仿真结果和实验结果的误差在4％以内,模型在两种工况下的精度均符合要求.
针对射频识别搜索树防碰撞算法中通信数据量大、识别时延长等问题,提出了一种减少通信复杂度的防碰撞算法。在标签中引入前缀长度寄存器和响应标志寄存器,在阅读器堆栈区存储前缀个数信息,阅读器通过发送前缀长度信息,对标签进行分类搜索,阅读器和标签不再发送对方已经识别的序列号,有效减少了通信数据量。仿真结果表明,与传统的二叉树搜索防碰撞算法相比,该算法可明显减少系统通信复杂度,提高标签的搜索速率。
基于电池模型的荷电状态(SOC)估算方法,模型参数的误差会直接影响估算结果.根据扰动观测器原理,建立了锂电池电压扰动观测器模型,与扩展卡尔曼滤波(EKF)算法相结合,设计了具有电池电压扰动补偿功能的锂电池SOC估算方法.由电压扰动观测器得到的补偿电压变量,可实时修正数学模型中的电池状态变量偏差对SOC估算的影响.仿真结果表明当电池数学模型存在滞后电压等动态响应误差时,该方法在充放电过程中SOC估算精度要优于常规EKF估算方法.
为有效降低动力电池组最高温度和减小温差,减少液冷板质量和泵的功耗,提出非均匀翅片液冷板设计.Fluent软件建立了非均匀翅片液冷板与动力电池的流动传热耦合模型,通过实验获得电池在5 C放电条件下的产热率,研究该工况下固定几何翅片、X方向非均匀翅片和Y方向非均匀翅片对热管理系统性能的影响,结果表明翅片直径沿Y方向递增可显著改善温度均匀性、降低压力损失和质量.与传统并行微通道设计相比,非均匀翅片液冷板设计使液冷板质量、水泵功耗、温度标准偏差分别降低30.39％、11.2％和3.24％,最高温度降低1.33℃.
为了消除工艺、电压、温度(Process,Voltage,Temperature,PVT)波动及老化对片上集成有源滤波器带宽的影响,提出了一种新型带宽自动校准有源低通滤波器。通过时域采样有源低通滤波器对输入的响应,并与参考电压进行比较,算法电路根据比较结果调整滤波器电容大小,自动搜索到最佳的滤波器带宽。为了消除带宽校准过程中电路响应延迟对校准精度的影响,在时钟及其二分频信号控制下分别执行一次校准,然后通过倍乘和减法运算得到最终对PVT波动、老化及电路响应延迟均不敏感的精确的滤波器带宽。在65 nm互补金属
通过研究磷酸铁锂微观形貌、电解液配方与极片面密度等因素对电池低温性能的影响,开发出了具有高比能量、高安全性及适应极低温环境的圆柱磷酸铁锂电池.该电池比能量为130.8 Wh/kg.-40℃条件下以1 C放电,容量为常温容量的60.9％;-45℃条件下以1 C放电,容量为常温容量的53.6％;60℃条件下以0.2 C放电,容量为常温容量的98.1％;常温下以8 C放电,容量为1 C容量的97.4％;常温下1 C充放电,循环2000次后,容量保持率为86.1％.该电池通过安全性针刺测试.
电池峰值功率和能量对提高电动汽车电机输出能力和续航里程有重要的理论意义和实用价值,是评价锂离子电池性能的重要参数.为解决复合脉冲和日本电动汽车协会标准(JEVS)峰值功率测试方法在放电低端和充电高端易达到截止电压的问题,提出了一种混合脉冲功率特性(HPPC)测试和反向传播(BP)神经网络相结合的峰值功率测试方法,在保证准确率的条件下快速获得放电低端和充电高端的峰值功率值.在此基础上,建立了一种以比能量和比功率为核心的电池性能评价体系,提出了基于德尔菲法确定权重系数的电池综合性能评价方法,为快速准确选择电池
电芯大倍率充放电,采用液冷进行散热时,会在电芯冷却方向上产生较大温度梯度.基于减少冷却方向温差的目的,通过在已有电芯大面添加散热铝片和石墨烯两种高导热材料的方式,以及优化处于设计阶段电芯的尺寸和直接提高导热系数的方式来提高单电芯在冷却方向上的导热速率.并通过仿真手段研究了上述方式对电芯冷却方向上温差的影响,结果显示:对于三元软包电芯,每个电芯添加一片散热铝片及两片石墨烯时,冷却方向上温差降幅达42％;对于三元方形电芯,每个电芯添加两片石墨烯时,温差降幅达24％.若同时优化处于设计阶段的三元软包电芯的尺寸和
采用在定型复合相变材料内部构建液体通道设计,实现相变材料与液体协同冷却,可以改善电池组传热能力,提升电池组电性能和延长循环寿命.利用ANSYS软件建立了三维模型,在此基础上进行冷却通道结构、冷却液的流速、入口温度、通道壁厚和热导率对电池组冷却效果的影响的仿真,仿真计算数据表明:(1)冷却通道结构采用并行通道方式可显著降低电池模块最高温度,改善温度均匀性;(2)提高冷却液流速可降低电池组最高温度和温差,当流速>0.15 m/s后,继续提高流速,电池组冷却效果的改善不明显;(3)电池组温度随着通道的热导率的提