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充电策略对动力电池材料结构影响的比对研究
论文作者:Mengyang Gao, Liduo Chen, Tianyi Ma, Weijian Hao, Zhipeng Sun, Yuhan Sun, Shiqiang Liu
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电动汽车的使用寿命某种程度上是由动力电池的寿命决定的。一个好的充电策略对提高锂离子电池的使用寿命至关重要。本文基于目前市场上应用的典型充电策略,如恒流充电、恒流恒压充电、多阶恒流充电、可变间歇充电和脉冲充电,对锂离子电池的循环寿命和材料结构稳定性进行了比较研究。与所参考的充电策略相比,多阶恒流充电的充电能力达到88%。此外,充电时间减少了69%,500次循环后的容量保持率为93.3%。通过CT、XRD、SEM和拉曼光谱分析,证实这种充电策略对电池整体结构、正极材料的分层结构和颗粒大小造成的破坏越小,容量保持率就越高。这项工作有利于从材料结构的角度,为锂离子电池制定更好的充电策略。
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关键词:动力电池,充电策略,循环寿命,材料演变
本文是中汽中心马天翼博士团队开展的研究,引用词条如下:
Gao, M., Chen, L., Ma, T. et al.: Comparative study on traction battery charging strategies from the perspective of material structure. Automot. Innov. 5(4), 427-437 (2022)
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新能源汽车传动损耗评估
论文作者:Johannes Hengst, Matthias Werra, Ferit Küçükay
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与内燃机动力系统相比,电动车传动损耗在总的能量损耗中占比更高。电动车能量的传递效率可以通过驱动和能量回收的双重途径来提升。因此,对电动车传动损耗的研究具有重要意义。本文提出了三种仿真模型:基于能耗图的仿真模型、模块化仿真模型和三维仿真模型。基于能耗图的仿真模型计算了纯电动和混合动力变速器的传动损耗,并引入三种纯电动汽车齿轮变速器,包括一个单档变速器和两个两档变速器。随后,将变速器能耗图集成到模块化仿真模型(后向仿真)和三维仿真模型(前向仿真)中,从而改善了仿真结果。模块化仿真模型计算了不同变速器的最优运行状态,而三维仿真模型反映了更真实的变速器运行状态。通过WLTC测试评估了不同变速器的传动损耗及总的动能损耗。基于能耗图的仿真模型中,可将传动损耗分解为各个组件的损耗,从而可在早期开发阶段对变速器进行效率评估,以开发最佳的电动车驱动系统。若以高精确度评估传动损耗,则可在早期开发阶段就淘汰掉效率较低的变速器,进而降低开发成本。
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关键词:电池电动车,传输损耗,效率分析,WLTC,后向模拟,前向模拟,能量消耗
本文是布伦瑞克工业大学Ferit Küçükay教授团队研究成果,引用词条如下:
Hengst, J., Werra, M., Küçükay, F.: Evaluation of transmission losses of various battery electric vehicles. Automot. Innov. 5(4), 388-399 (2022)
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用于故障诊断的电池多尺度建模方法综述
论文作者:Shichun Yang, Hanchao Cheng, Mingyue Wang, Meng Lyu, Xinlei Gao, Zhengjie Zhang, Rui Cao, Shen Li, Jiayuan Lin, Yang Hua, Xiaoyu Yan, Xinhua Liu
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锂离子电池的故障诊断是提高电池储能系统性能和安全性的关键。然而,由于精度诊断算法存在局限性,而且不同故障的特征十分相似,要实现高效的锂离子电池故障诊断仍具挑战性。基于模型的电池故障诊断方法由于其速度快、开发效率高的优点,已广泛用于锂离子电池系统的降解机理分析、状态估计和寿命预测。本文从微观到宏观的视角对电池诊断的主流建模方法进行综述。首先,对电池的衰退机理和影响老化速度的外部因素进行了综述。其次,总结了从微观到宏观尺度的不同建模方法,包括密度泛函理论/分子动力学,X射线计算机断层成像技术,电化学模型,等效电路模型,分布式模型和神经网络算法。随后,讨论了这些模型方法在不同应用场景下对电池进行故障检测和诊断的优势和劣势,并分析了不同模型方法的特点和未来发展方向。最后,讨论了基于模型的电池故障诊断面临的挑战,以及使用云控制和电池智能网络来提高诊断性能的未来前景。
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关键词:锂离子电池,仿真模型,故障诊断,电化学性能,健康状态估计
本文是北京航空航天大学杨世春教授团队研究成果,引用词条如下:
Yang, S., Cheng, H., Wang, M. et al.: Multi-scale battery modeling method for fault diagnosis. Automot. Innov. 5(4), 400-414 (2022)
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锂离子电池自适应拟合容量预测方法
论文作者:Xiao Chu, Fangyu Xue, Tao Liu, Junya Shao, Junfu Li
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锂离子电池由于其优异的性能,已成为电动汽车的重要的能量来源。然而,锂离子电池在使用过程中仍然会出现老化和容量衰减。因此,准确预测电池的剩余容量对于提高电池安全性和延长电池寿命至关重要。本文中首先采用了灰色预测算法和简化电化学模型来预测不同工况下的电池容量。为了提高容量非线性变化的预测性能,在简化电化学模型的基础上,对电池容量损失机理进行解耦分析。最后,提出一种用于容量预测的自适应拟合方法,旨在提高电池容量跳水拐点的预测精度。结果表明,所提出的自适应拟合方法在不同放电阶段,对电池容量的衰减有较高的预测精度,误差低于2.2%。电池容量衰减呈线性变化,所提方法能有效预测电池容量跳水的拐点。
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关键词:锂离子电池,容量预测,容量跳水,自适应拟合容量预测
本文是哈尔滨工业大学(威海)汽车工程学院车载电化学实验室研究成果,引用词条如下:
Chu, X., Xue, F., Liu, T. et al.: Adaptive fitting capacity prediction method for lithium-ion batteries. Automot. Innov. 5(4), 359-375 (2022)
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