電動汽車動力電池的案例
電動汽車動力電池均衡方法研究 附電動汽車動力電池管理系統設計譚曉軍下載
根據當前我國對于均衡裝置的電流評定標準來看，組合電池的電流應當是動力電池的0.05倍或者0.1倍，在此區間內是比較合適的。
3.2均衡結果
組合電池的內部差異會影響電動汽車的運行效率與安全性，因此為了減少電池荷電狀況的異常，采用均衡裝置將組合電池進行連接，改善電池的性能，增長電池的使用周期。例如對28組12Ah、336V的鎳氫組合電池進行電源輸出，經過測量和得出電壓差異值低于0.05V。此外，將該組合電池的電壓降低到電池荷電狀況的10%，將此范圍內的所有組合電池進行對比，就可以得出組合電池的均衡前后電壓差異指數為50mA，說明均衡效果顯著。再者，組合電池的均衡前電壓小于均衡后的電壓，并且動力電池的容量上升49Ahs，同比增加16%。得出如果上述組合電池不進行均衡處理，就會導致電池差異性越發嚴重，使得動力電池的輸出功率大大降低。
4結語
本文就當前電動汽車動力電池的均衡中存在的問題進行闡述，并使用上述均衡方式進行實驗，將12Ah、336V的鎳氫組合電池采用集中均衡與分散均衡的方法進行實驗，根據結果所得的電壓差異都小于0.05V，符合均衡檢測的標準。從另一方面說明采用均衡方式解決組合電池之間額不平衡差異是十分有效的。但是如果在進行解決的過程中，由于組合電池的數目較大，導致動力電池的內部差異過大，此時應當將組合電池的規格、體積、質量進行統一，加設檢測節點，及時尋找出其中存在問題的組合電池，能夠在一定程度彌補均衡方式的不足之處。
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電動汽車動力電池熱管理技術
電動汽車動力電池熱失控過程分析及預警機制設計
摘要：由于近年來電動汽車銷量的增長同時也顯現許多安全問題，安全事故頻發，先后有多輛電動汽車發生起火等嚴重安全事故。其中不僅包含國內的造成新勢力還有國外行業領軍電動車品牌。在所有的事故原因中，熱失控問題占有很大比例。本文通過對動力電池熱失控過程的分析，設計出一套熱失控預警系統。這樣至少保證在整車發生熱失控之前能夠通知到車內的乘客，避免造成人員傷亡，同時能夠盡量減少事故帶來的財產損失。
一、熱失控過程分析
鋰電池的熱失控主要是由于電池內部產熱速率遠大于散熱速率，在電池內部積累了大量的熱量，從而引發單體電池的著火或爆炸。單體電池的熱失控又會擴散到整個電池系統，導致整個電池系統甚至整車的起火或爆炸事故。
為研究動力電池系統熱失控發生的過程，我們外接熱源的方式對電池進行加熱從而引發熱失控。試驗表明，在單體電池發生熱失控時伴隨有電池電壓的變化、電池及環境溫度的變化、電池包內氣壓的變化及氣體成分的變化。我們將出現異常的的信號分為溫度、電壓、氣壓（或氣體成分）三個大類，分別進行分析。
針對溫度信號在熱失控過程中的分析：電池的溫度在熱失控發生前會有一個持續的較快速率的上升過程，如圖1數據所示（橫軸時間單位為秒，縱軸溫度單位為℃），在前720秒的時間內，溫度從室溫25℃持續升高到62℃。隨后發生單體電池的熱失控，溫度急劇上升到430℃。第一節電池能量釋放完之后溫度會下降，到第787秒第二節電池熱失控，同樣溫度短時間內急劇上升。如此發生連環性的熱失控反應，最后整個電池包都發生熱失控。
針對單體電池電壓信號在熱失控過程中的分析：電池的電壓在熱失控發生之前基本維持在平臺電壓保持不變。在熱失控發生的瞬間，實測在2秒內電壓會下降到1V以下。
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1引言
電動汽車在運行過程要依靠大量電池進行動力支撐，為電動汽車提供動力組合電池被稱為動力電池，動力電池通常是將許多單獨電池進行組合，經過串聯手法形成的大型電源供應裝置，在日常生活中，最為常見的動力電池通常是由280個電壓在1.2V的單獨氫電池構成，其內部電量容積為336V。在使用動力電池的過程中，由于內部組合電池存在差異性，并且對外界反應程度不統一，因此在使用過程隨著使用時間的增加，會導致組合電池之間的差異性更加顯著，不能在進行高效的運轉，甚至還會對周圍電池造成損壞。在電量耗光后如果不對其中性能較差的電池進行更換或維修，就會導致該種電池繼續存在于動力電池中，嚴重危害整體電池的使用周期，還可能會在使用過程中內部溫度的升高作用下，產生大量的熱能使得電池爆炸，造成安全事故的發生。因此進行均衡方式對動力電池的差異進行應對就顯得十分重要。
2均衡方法
在動力電池中要探查組合電池的差異，首先要對電池進行荷電狀況的檢查，電池荷電狀況時電池功能差異的體現，也是進行均衡處理最為高效的途徑。但在對電池的荷電狀況進行檢測時，荷電狀況會隨著周圍環境的溫度、電池放電速率以及復合次數影響，所得出的數值與實際存在較大出入。并且要進行每一個動力電池的荷電狀況檢測，工作量較大，進行電池檢測、維修、更換的成本較高，缺乏實用性。針對上述情況，應當引入均衡技術進行動力電池檢測，能夠大幅度優化檢測流程。電池內部存在的均衡電壓能夠在一定程度上壓制電池的荷電狀況，使用分類均衡能夠有效提高進行電池均衡的效率，并且減少了成本投入。
2.1集中均衡方法
集中均衡就是將動力電池內部的所有電池的均衡電路設置在一個均衡裝置中，其均衡框架示意如下圖1所示。
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熱仿真分享 | 動力電池PACK熱管理系統性能研究-STARCCM+
5 、結論
(1)通過建立鋰離子電池熱模型，設計基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統。
(2)通過對所設計的液體熱管理系統流場、不同充放電倍率下電池溫度和加熱工況下電池溫度場進行仿真分析，驗證了所設計液體熱管理系統的合理性，可將電池溫度控制在45℃以內，滿足電池工作范圍需求。
(3)通過實驗驗證了基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統設計的有效性，同時也驗證了仿真精度，特別是對產熱模型的修正，也需要通過實驗測量進行驗證。
(4)所設計的基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統在40℃高溫1.5C充電工況下，可控制電池溫度45℃以內，充電結束電池最高溫度在29～36℃；40℃高溫1C放電工況下，可控制電池溫度40℃以內，充電結束電池最高溫度在32～40℃；加熱過程，電池溫度先升高后降低，充電結束電池最高溫度為24℃，最低溫度為16℃，溫差8℃。
免責聲明：文章來源于網絡（陳通,孫國華,王明強等.基于液體的動力電池熱管理系統性能研究[J].電源技術,2019,43(04):658-661.），僅供學習交流分享，版權歸原作者所有，如果侵權請聯系我們予以刪除
編者注：
文章中：冷卻液流量為25L/min,溫度為25 ℃,環境溫度為27 ℃或40 ℃；這只是入門級別的仿真，并沒有考慮整車真實情況，即：一般的換熱需要通過chiller進行換熱，無法滿足一開始就恒定定進口25℃的條件；
正確的方法是：設置一個目標水溫=20℃，限制一個直冷功率KW；如下圖所示：
文章來源：新能源電池熱管理
展開 電動汽車充電過程與充電方法詳解
9.直流充電樁DC Charging Point
固定安裝在電動汽車外、與交流電網連接，為電動汽車動力電池提供小功率直流電源的供電裝置。
來源：電動知家
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5 、結論
(1)通過建立鋰離子電池熱模型，設計基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統。
(2)通過對所設計的液體熱管理系統流場、不同充放電倍率下電池溫度和加熱工況下電池溫度場進行仿真分析，驗證了所設計液體熱管理系統的合理性，可將電池溫度控制在45℃以內，滿足電池工作范圍需求。
(3)通過實驗驗證了基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統設計的有效性，同時也驗證了仿真精度，特別是對產熱模型的修正，也需要通過實驗測量進行驗證。
(4)所設計的基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統在40℃高溫1.5C充電工況下，可控制電池溫度45℃以內，充電結束電池最高溫度在29～36℃；40℃高溫1C放電工況下，可控制電池溫度40℃以內，充電結束電池最高溫度在32～40℃；加熱過程，電池溫度先升高后降低，充電結束電池最高溫度為24℃，最低溫度為16℃，溫差8℃。
免責聲明：文章來源于網絡（陳通,孫國華,王明強等.基于液體的動力電池熱管理系統性能研究[J].電源技術,2019,43(04):658-661.），僅供學習交流分享，版權歸原作者所有，如果侵權請聯系我們予以刪除
編者注：
文章中：冷卻液流量為25L/min,溫度為25 ℃,環境溫度為27 ℃或40 ℃；這只是入門級別的仿真，并沒有考慮整車真實情況，即：一般的換熱需要通過chiller進行換熱，無法滿足一開始就恒定定進口25℃的條件；
正確的方法是：設置一個目標水溫=20℃，限制一個直冷功率KW；如下圖所示：
文章來源：新能源電池熱管理
展開 汽車專題第一期 |新能源汽車—電池篇（一）
/doc/1822552
5.電動汽車動力電池加熱方法研究
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-end-
電動汽車動力電池振動疲勞性能優化
Keys: electricvehicle, power battery, vibration fatigue, Morphology optimization, FrequencyResponse.
0 引言
隨著越來越嚴重的能源消耗，環境污染等一系列問題，電動汽車的需求及銷售量越來越大。據中汽協數據統計，2016年新能源汽車生產51.7萬輛，銷售50.7萬輛，均實現50%以上的同比增幅。而隨著電動汽車的存量增加，電動汽車安全事故明顯增多，成為關注熱點；據統計， 2016年全球電動汽車發生起火事故35起，其中我國發生安全事故29起，涉及電動車合計40輛；我國電動汽車2016年事故數是2015年（14起）的2倍多，安全性能必須作為電動汽車設計中最重要問題考慮。
動力電池是電動汽車安全相關重要部件，動力電池安全性能是電動汽車安全性能的重中之重[1]。為保證動力電池安全，國內外制定了一系列動力電池相關技術法規；相關技術法規(例如ISO12405-3，IEC 62660，ECE R100.2，SAE J2929，UL 2580，GB/T 31467.3等)，對動力電池振動性能及其試驗測試都做出相關規定。
動力電池振動性能法規基于整車應用角度出發，對電池系統因車輛正常行駛所受振動載荷下的安全性能進行考察。對于動力電池振動性能，可采用試驗方法進行分析優化[2]，國際上也存在較成熟的數值仿真方法進行模擬分析[3]。由于CAE仿真可以在動力電池樣件制造出之前對其振動能否達到要求進行預估計算，近期在國內動力電池設計中作為有效驗證手段得到應用[4-5]。
某電動汽車設計開發過程中，其動力電池無法借用成熟資源，需重新開發。動力電池振動性能參考GB/T 31467.3標準進行仿真，分析結果發現電池上箱體存在振動疲勞風險。
展開 汽車專題第二期 |新能源汽車—電池篇（二）
新能源汽車動力電池及其管理系統的EMC測試與整改案例
主要內容：GB/T38661-2020EMC測試解析、BMS的電磁騷擾問題及分析...
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5.
電動汽車動力電池系統加熱方法研究進展
主要內容：內部加熱方式、外部加熱系統、電池組的保溫、熱控設計細節...
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6.
電動汽車續航焦慮的應對之道，從動力電池電性能測試做起
主要內容：續航焦慮的根源、電動汽車電池快速充電前后對比、電池管理系統測試方案...
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1823238
7.
展開 干貨｜汽車動力電池新國標（GB 38031）解讀
同時，替代了原來的GB/T31485-2015《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》和GB/T31467.3-2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統 第3部分：安全性要求與測試方法》。這意味著這些標準比原來更加嚴格了。
GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》的主要變化點。單體電芯測試項相對于原GB/T31485-2015，過充、擠壓有變化；刪除了針刺、跌落、海水浸泡、低氣壓項目；模組測試項相對于GB/T31485-2015，刪除了所有測試項目；電池包及系統測試項相對于原GB/T31467.3-2015，增加了熱擴散及過流保護，刪除了電子裝置振動、跌落、翻轉，其他項目則均有不同程度的變化。從這些變化可以看出，將電池系統有限作為安全的主題，完善和調整了電池系統的要求；同時，也輔助以必要的單體電池的安全要求（試驗項目涵蓋：過放、過充、外部短路、加熱、溫度循環、擠壓等）。
GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》對于電池單體、電池包或系統安全要求原文如下：
GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》在優化電池單體、模組安全要求的同時，重點強化了電池系統熱安全、機械安全、電氣安全以及功能安全要求。試驗項目涵蓋系統熱擴散、外部火燒、振動、擠壓、機械沖擊、模擬碰撞、濕熱循環、浸水、熱穩定性、鹽霧、高海波、溫度沖擊、外部短路、過溫保護、過充保護、過放保護、過流保護等。標準條款5.2.7增加了電池系統熱擴散試驗，要求電池單體發生熱失控后，電池系統在5分鐘內不起火不爆炸，應提供一個熱事件報警信號。安全第一、生命至上。這個舉措以便為乘員預留安全逃生時間。
不可否認這一政策對行業的沖擊，相信客戶及市場也會綜合產品安全、可靠、環保、成本等方面作出選擇。
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汽車究竟要跑多久，蓄電池才能充滿GBT 31485-2015 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法
汽車蓄電池作為汽車上非常重要的一個配件，是通過發動機來充電的。
今天就來給大家講講關于蓄電池的一些知識。
汽車要跑多久，才能給蓄電池充滿電呢？
當我們關掉車上所有用電設備時，排量在兩升以下的車，汽車大概跑5到10分鐘就能給蓄電池充滿電。
當汽車當汽車停放時間過長，處于虧電狀態時，需要充電20小時左右才能為蓄電池充滿電。
一般汽車蓄電池的壽命在三到四年左右，當汽車比平時更難啟動或者是蓄電池出現鼓包時，說明蓄電池即將報廢，我們需要更換新的蓄電池了。
我們平時究竟該如何保養蓄電池，才能延長蓄電池的使用壽命呢？
首先不要長時間停放。即使沒時間開汽車，也要定期啟動一下汽車發動機，為蓄電池充一下電。
其次大家在停車熄火前一定要先關大燈和空調。
汽車蓄電池作為汽車上面的核心部件起著非常重要的作用，大家平時一定要好好保養汽車蓄電池。
下載地址：GBT 31485-2015 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法
展開 電動汽車動力電池系統加熱方法研究進展
來源：《電動汽車動力電池系統加熱方法研究進展》
電池系統的加熱方式主要分為兩種，內部加熱法和外部加熱法。內部加熱方式是通過電池電阻或電池內部的化學反應等直接對電池內部進行加熱，該方法加熱效率高，能耗低。外部加熱方式，即通過外部加熱組件產生熱量，從外部對電池進行加熱，主要加熱方式有氣體加熱、液體加熱、電阻式加熱等。外部加熱簡單，效率相對較低。
1 內部加熱方式
電池內部加熱不受電池箱尺寸和空間以及安裝方式限制，同一類型電芯，每個電芯的加熱功率基本相同，熱量從內部產生，加熱均勻，但須配套高低頻加載控制電路裝置或者外控電路。
1.1 高/低頻交流電加熱
TA.Stuart和A.Hande等最早提出利用低頻或高頻交流電對氫鎳或鉛酸電池進行內部加熱，其中低頻交流電的頻率是60Hz，高頻交流電的頻率是10~20kHz。主要原理是通過電池自身的電阻進行加熱，在電池組通交流電的同時可以對電池進行充電和放電。低頻交流電的裝置體積相對于高頻交流電體積較為龐大，較難實現裝車，并且有人指出，低頻交流電會使電池內部發生電離，電池壽命降低，但未有數據證實。針對鋰離子動力電池系統，有多項類似加熱的專利出現，由于涉及到交流電產生裝置的成本、質量、安裝空間等限制，目前該種方法還沒有在電動汽車上批量應用。
1.2 電池內部放電加熱
Wang等開發出一種具有快速自發熱功能的鋰離子電池。在電池中設計了鎳箔作為第三極，只要環境溫度低于0℃，正極和第三極就會形成放電回路，產生熱量對電池進行加熱；電池內部溫度超過0℃，第三極斷開，電池回到工作狀態。電池從－30℃加熱到0℃，只要30s，同時消耗5.5%的電量，效率高，時間短，有望應用于電動汽車上解決低溫嚴寒應用，加熱結構和原理見圖1。
展開 電子書免費領丨電動汽車動力電池管理系統設計，入門最佳選擇
與傳統內燃機驅動的汽車相比，電動汽車需要解決一系列與電有關的技術問題，例如驅動電機問題、動力電池問題、電輔助系統問題，等等。
本書所設計的電池管理技術，從屬于電動汽車的動力電池系統，融合了電子、自動控制以及通信網絡等相關技術，重點解決動力電池的檢測、安全保護以及優化管理問題。
本書是筆者依據過去五年在電動汽車相關領域工作的累積所編寫。筆者在從事動力電池管理系統研究時，也非常希望能參考到一本類似的技術文獻，但當時國內外幾乎沒有類似的出版物。
隨著電動汽車的研發越來越熱，從事這一行業工作的技術人員越來越多，筆者認為有必要把這幾年的體會與同行們進行分享。希望能實現兩個目的：
一、系統地闡述動力電池管理系統設計與實現的要點，避免走彎路；
二、拋磚引玉，希望引起更多同行朋友對這一技術領域的重視，共同促進電動汽車核心技術的快速發展。
以下是本書部分內容
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展開 江西理工大學：新能源汽車動力電池試車成功
近日，日本電化株式會社（DENKA）創新中心研發推進部石田部長、特殊導電事業部崛內部長、電池材料部伊藤部長和高順先生一行到訪江西理工大學，對該校鋰電實驗室研發的新能源汽車動力電池進行了車載試驗現場驗收，試驗取得了滿意的效果，標志著江西理工大學研發的新能源汽車動力電池試車成功。
△ 電池組驗收現場
這是由江西理工大學鋰電池實驗室與日本電化株式會社（DENKA）合作開展的《用DENKA BLACK Li 導電劑提升電動汽車動力電池性能的合作研究》，即采用新型導電劑來進一步提升動力電池性能，項目歷經1年半時間，已進入結題驗收階段。
△ 課題組在日本進行中期匯報
據悉，由江西理工大學鐘盛文組建的鋰電實驗室創建于2005年，歷經13年發展。在發展過程中一步一個腳印，從建設初期自主研發電動自行車用動力電池，到2007年開發電動摩托車用動力電池，至今具備了開發電池正負極材料、電池導電漿料、電源管理系統及電動汽車整車電池工程設計與開發的能力，在動力電池及材料的研究上達到了新的水平。
△ 單體制作鋰電池
鋰電實驗室于2010年獲批省科技廳江西省動力電池及其材料重點實驗室，2015年獲批省發改委批復的江西省高功率動力電池工程研究中心。在人才培養到科學研究搭建了很好的基礎，從基礎研究到產業研究組織了一支專門的研究隊伍。
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