摘要：锂离子电池热学模型参数(热容和热阻)的准确辨识对电池热电耦合建模及状态参数估计至关重要。然而传统测量方法成本高且测试周期长,如何利用充放电工况结合产热和传热机理研究快速热参数辨识方法具有重要意义。以8A×h软包锂离子电池为研究对象,建立分布式热路模型;设计双向脉冲工况实验,采用自适应粒子群算法(APSO)进行辨识;同时采用其他工况进行验证,实验和仿真温度误差小于0.1℃。另外,将热容和热阻转换为比热容和导热系数,并与其他文献中同类电池的参数进行比对,量级接近。研究结果表明,该方法可以有效解决层叠式软包锂离子电池热学模型参数辨识难的问题,且简便易行、成本低。

摘要：In the paper,an operational program of electric bus charging station is proposed,which is special for "The Construction Project for Expo 2010 Temporary Electric Bus Charging Station".Based on the quick-change mode,a vehicle operating schedule model has been established to meet the capacity of ***,according to the quantity of passengers and utilization of batteries,a calculative method of parameters,such as the number of spare batteries and bus departure rules,has been ***,optimal simulation software designed for operating process of the charging station has been identified incorporating actual running data from electric buses and monitoring system of the charging station,and the rationality of the design is verified in the preliminary commissioning and the official operation.

摘要：电池内短路安全风险是评价电池安全特性的重要因素,通过对4种典型钛酸锂动力电池分别进行两种不同荷电状态下的针刺试验研究,分析钛酸锂动力电池在针刺内短路场景下的风险特性,并结合材料表征和伪2维(Pseudo-two-dimensions,P2D)模型仿真分析的手段研究电池针刺内短路过程的反应机理和影响因素。研究结果表明,钛酸锂电池由于负极材料较低的电导率,在针刺内短路场景下可以有效减小负极材料-正极集流体之间短路过程的电流密度,降低内短路风险,使钛酸锂电池具有较强的抗针刺滥用能力。在过充状态下针刺,不同类型钛酸锂电池反应剧烈程度差异明显,存在完全热失控、局部热失控、不热失控3种风险状态,电池反应剧烈程度受电池封装形式和隔膜类型的影响,分析证明电池针刺反应剧烈程度与隔膜陶瓷涂覆量呈负相关关系。研究结果为提升锂离子电池内短路安全设计提供了参考。

摘要：电化学阻抗谱(EIS)是锂离子内部特性参数的外在表征,如何摆脱对专有设备的依赖,通过在线辨识得到EIS,尤其是低频段EIS对于准确地估计电池状态具有重要意义。该文以三元锂离子电池为研究对象,在电池管理系统和双向充放电机的协议框架下,设计了工况实验,利用阶梯信号和正弦信号的变换关系,提出了一种基于阶梯波的锂离子电池EIS低频段在线辨识方法。分析了不同荷电状态(SOC)和不同数据采集间隔对于阻抗谱辨识结果的影响,对比了该方法相对于方波傅里叶分解法的优势,给出了满足辨识精度的最低采样要求。该方法通过现有配备的电池外围系统即可实现,有效地解决了工程应用中无法实现锂离子电池EIS低频段在线辨识的难题。

摘要：相较电池储能系统的传统全功率直流转换方案,差额功率转换拓扑构架可以降低功率变换器设计容量、成本及运行损耗,提升锂电池能量存储性能。现有文献对差额功率储能系统容量优化设计、数学模型、可靠性对比及电池充放电特性的深入研究较少。为此,文章通过量化分析锂电池电压范围实现差额功率变换器容量优化设计,建立稳态电路模型及频域模型分析系统可控性、动态特性及稳定性。在此基础上,建立可靠性模型,对比不同储能系统平均失效时间,评价可靠性差异。仿真结果表明,差额功率储能方案可靠性高于传统全功率直流转换储能方案。最终,研制基于全桥移相双向DC-DC变换器的24V差额功率储能系统样机,通过10A恒流充放电实验,验证差额功率储能系统动态特性及充放电运行稳定性。

摘要：电池外短路损伤特性研究对于高可靠性熔断防护设计具有重要意义。基于自主开发的最小时间为0.1 ms、最大过流为5000 A的可控外短路测试平台,以磷酸铁锂圆柱型锂离子电池为研究对象,进行了不同电流与时间组合的外短路测试。研究证明磷酸铁锂电池外短路存在破裂泄漏、内部熔断以及累积损伤3种损伤模式。电池外短路安全边界、熔断边界和性能损伤边界均具有反时限特征,且前两个边界在电流有效值30C处存在交点。电流小于交点值容易触及安全边界发生破裂泄漏事故,安全风险增加;电流大于交点值优先触及熔断边界发生熔断保护,防护可靠性提高。对于未发生熔断或破裂的电池,存在多次外短路冲击累积失效的风险。基于研究结论,充分考虑电池外短路损伤特性,能够保证电池系统在发生外短路时不产生过度损伤,提高系统安全性。

摘要：低温下锂离子电池的可用容量和功率大幅下降,而且充电困难。对锂离子电池进行低温加热是改善其性能的有效途径。该文建立了电池的热-电耦合模型,设计了一种变频变幅交流自加热策略,在保证极化电压幅值不变的条件下,以加热功率最大为目标,根据电池在各个温度下得到的最佳加热频率实时调整交流激励的频率和幅值。对比不同策略发现,采用变频变幅交流自加热策略,电池在700s内上升了47.67℃,相比恒频变幅加热策略,其温升速率最大可提高21.85%。所设计的变频变幅交流自加热策略具有良好的加热效果,有利于促进电动汽车在寒冷环境下的推广应用。

摘要：准确估计锂离子电池的健康状态(SOH)对于控制策略制定和运行维护至关重要。考虑到充放电区间和电压相变过程对电池老化的影响,该文针对2.75A×h 18650型号三元电池设计了11个荷电状态(SOC)区间的循环寿命测试与性能测试。根据实验结果,分别分析循环区间荷电状态(SOC)宽度、恒压充电时间、平均SOC和充电相变过程对电池老化快慢的作用机制。结合电池老化机理和实验结果,提取量化SOC区间对老化影响程度大小的特征参数。建立预测健康状态的循环神经网络(LSTM RNN)模型,用于学习电池老化对于循环次数及特征参数的长期依赖关系。分别采用误差最大值、平均绝对误差、方均根误差和方差对模型的准确性和可靠性进行分析。结果表明,该文提出的区间循环寿命模型能实现任意区间的老化趋势预测,节省测试时间和测试成本。

摘要：以35A·h三元锰酸锂复合材料锂电池为研究对象,探索分析锂电池分区间循环衰退机理。基于容量增量曲线峰值分布,将荷电状态(SOC)区间划分为0%~20%、20%~60%、60%~100%及0%~100%四个区间,分别在各区间进行衰退老化实验。为保证电池各循环区间的容量吞吐量一致,以全区间为基准,在40℃下以2C电流共进行600次充放电循环实验。从起始点开始以100个循环为间隔,在室温条件下采用C/20电流进行容量增量分析(ICA)性能测试实验,分析不同SOC区间电池的衰退机理。结果表明:电池在SOC全区间使用时衰退最快,在低端区间使用时衰退较慢;在中低区间的性能衰退主要是由活性锂离子的损失造成的,而在SOC高端区间还包括活性材料的损失和动力学衰退。本文得到的结论为电池的改进设计及使用区间的选取提供了理论依据。

摘要：该文以推进实测天文课程教学改革与提升天文实验教学质量为目标,对太阳塔硬件基础设施进行重新设计与系统优化,研制了一套太阳塔高分辨率光谱观测系统。该系统满足太阳光球、色球层特征谱线的高分辨观测需求,可达到研究太阳黑子和耀斑特性的观测精度。开放式的光路设计与模块化实验平台有助于学生将光学理论与天文实践相结合。文章设计“定标汞灯的光谱拍摄与谱线证认”和“太阳高分辨率光谱拍摄与谱线证认”两个实操型创新实验,从多重视角增进学生开展有关太阳科研的兴趣。实验将实践教学与科学研究充分结合,有效推动了天文实验类课程的教学改革。