新能源汽车动力电池测试系统开发
发布时间：2021-08-01 15:37
无论在新能源汽车领域还是在储能领域怎样实现对动力电池的性能快速和高效的评估一直是一个亟待解决的问题。动力电池的直流内阻DCIR（Direct Current Internal Resistance,简称 DCIR）和交流内阻 ACIR（Alternating Current Internal Resistance,简称ACIR）是动力电池的重要性能属性,本文基于Labview开发了动力电池包测试系统和单体电池测试系统,利用电池测试系统对电池的内阻特性进行研究,为探索建立电池性能快速评估系统提供数据支持。本文开发的动力电池测试系统包括动力电池包和单体电池测试系统两个部分。针对不同测试对象完成系统方案设计、进行系统硬件选型以及设定本文测试系统的设备控制、限值检测、DCIR测试以及数据存储等功能。本文主要针对单体电池的内阻特性进行研究并且设计了相关试验的内容。动力电池DCIR测试方式主要包括:美国的HPPC、日本的JEVS-D713以及中国“863”计划等提供的测试方法。这三种测试方式共同特征就是通过单电流阶跃测试方式获得电池的DCIR。本文依据IEC-61960双电流阶跃测试电池DCIR,...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２?ＢＴＳ－６００测试系统工况编辑??Ｆｉｇ．?１－２?Ｐｒｏｇｒａｍ?ｅｄｉｔｏｒ?ｏｆ?ＢＴＳ－６００?ｔｅｓｔ?ｓｙｓｔｅｍ??
安全设定、通道配置、工况编辑与保存、燃料电池测试、数据保存与处理等功能??模块，尤其在工况编辑模块中设计了多重循环嵌套、工步停止条件、不同限制条??件间逻辑处理等功能。Ａｒｂｉｎ测试系统工况编辑图如图１－３所示。??ｌ＊ｌｃ?Ｅｄｉｔ?Ｙ？＾?Ｓｅｔｔｉｎｇｓ?？ｅ§〇??Ｂ?ａ?Ｓ?□：?＞?＾?ａ?ｌ？?ａ?＜＾ｐ?￥?Ｗ?ｂ?ｘ?Ｔ??ｉｔｔ?ｍ？ｗ？?Ｏｆ?Ｅａｒｔｍ?Ｃｘｔｒ？??Ｓｔｅｐ?Ｌａｂｅｌ?ｙｍｊｔｒｔ?ＣｏｎＶｏｌＴ＾ｐｃ?Ｃｏｒｔｔｒｏｉ?Ｖａｌｕｅ?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｃｏｎｔｒｏｌ??Ｖｉｒｔｕｅ?１?Ｖ？ｉｕｅ２?ｓ??Ｊ??ｍ?Ｓ?鄉－▲…＿１??Ｒｅ＊？??Ｌｏｇ?Ｌｉｍｉｔ?Ｓｔｅｐ?Ｌｉｍｉｔ?Ｇｏｔｏ?Ｓｔｅｐ?Ｖａｒｌｄｉｂｌｅｌ?Ｏｐｅｒａｔｏｒｌ?Ｖａｌｕ？１?Ｖ籲ｒｔａｂｌｅｉ??－?一?Ｉ?＇?□?Ｂ?＇ｍ？?二?ＣＣ?ＣＣ３：??ｌ＿ｌ＿?Ｓ如ｌＢ?２?Ｃｕ＿Ａ＞?．１?．?．?＇?：ｒ’，Ｖ?＿??ｌｓ￡２ｉ?ｌｏｇ?Ｕｍｌｔ?￥ｍ＞?Ｕｍｎ?ｊ?Ｇｏｔｏ?Ｓｔｅｐ???ＶｅｒｌｉＭｅｌ?｜?Ｃ＾ｓｎａｏｒｌ?Ｖ？＞ｕ？１?［?Ｖ？ｒｔａｌ＞＞ｅ２??１０?０?：?Ｈｅｘ！?Ｓｔｔｆｊ?＾?ＰＶ＿ＣＭＷ４＿Ｓｔｉｐｊ｜＿Ｔ？ｗｆｃ?）＊＊?Ｊ１§Ｃ??２?Ｒ?□?￣?。以?ｃｃｎ??？細?＿ｃ?２?＇?
不同放电倍率电流与电池放电ＤＣＩＲ的联系且提出了与电池放电直流内阻相关的??评估公式［２６］。鲁文凡依据混合脉冲功率法，通过调节测试脉冲的大小和脉冲的时??间对锂电池的直流内阻特征做了相关研宄［２＇ＤＣＩＲ与脉冲时间图如图１－４所示［２７］。??６６｜???ｒ??Ｈ?１?１?＞?ｋ?ｉ?邐?Ｉ．．?ｔ?ｉ?ｉ??１?２?３?４?５?６?７?８?９?１０?１１??时间／ａ??图１－４?ＤＣＩＲ与脉冲时间??Ｆｉｇ．?１－４?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ＤＣＩＲ?ａｎｄ?ｐｕｌｓｅ?ｔｉｍｅ??林春景研究了不同温度环境以及不同荷电状态ＳＯＣ对充放电直流内阻ＤＣＩＲ??的影响，指出随着温度降低ＤＣＩＲ出现增加趋势且ＤＣＩＲ组成部分直流欧姆内阻与??直流极化内阻对温度敏感程度不同［２８］。??以上很多研究中，针对电池直流内阻的测试是以某一种电流进行充电阶跃或??者放电阶跃的测试方式对电池直流内阻进行测试，本文以双电流放电阶跃测试电??池的直流内阻，这更接近车辆的实际行驶工况以及储能工况，所以针对双电流阶??跃测试电池直流内阻并且研究其随电池不同ＳＯＣ的变化情况具有重要意义。??１．２．３交流内阻与锂电池性能特征关系研究现状??目前，对电池交流内阻研宄过程中主要是通过交流阻抗谱的方式，通过阻抗??谱的变化分析电池的一些特性。电池交流阻抗谱图如图１－５所示［３２］。??２５?－??ｇ??＾?＾???０?２５?５０??图１－５电池交流阻抗谱??Ｆｉｇ．?１－５?Ｂａｔｔｅｒｙ?ＡＣ?ｉｍｐｅｄａｎｃｅ?ｓｐｅｃｔｒｕｍ??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池模型研究综述[J]. 杨杰,王婷,杜春雨,闵凡奇,吕桃林,张熠霄,晏莉琴,解晶莹,尹鸽平. 储能科学与技术. 2019(01)
[2]锂离子电池电化学阻抗谱研究综述[J]. 冷晓伟,戴作强,郑莉莉,李希超,任可美. 电源技术. 2018(11)
[3]富锂三元层状正极材料的研究进展[J]. 张和,张梦诗,廖世军. 应用化学. 2018(11)
[4]动力电池重要测试方法:混合脉冲功率特性测试[J]. 谢乐琼,王莉,胡坚耀,何向明,田光宇. 电池工业. 2018(05)
[5]动力锂离子电池在通信行业的梯次应用[J]. 曹涛,朱清峰,陈燕昌. 邮电设计技术. 2018(10)
[6]社会能源互联网:概念、架构和展望[J]. 韦晓广,高仕斌,臧天磊,黄涛,王涛,李多. 中国电机工程学报. 2018(17)
[7]储能用锂离子电池动态阻抗模型及其特征参数研究[J]. 许守平,胡娟,侯朝勇. 电气技术. 2018(08)
[8]全固态锂离子电池的研究进展[J]. 林立,裴波,刘飞,胡棋威,卢北虎. 船电技术. 2018(06)
[9]自适应无迹卡尔曼滤波动力电池的SOC估计[J]. 谢永东,何志刚,陈栋,周洪剑. 北京交通大学学报. 2018(02)
[10]我国电动汽车动力电池回收利用问题剖析及对策建议[J]. 陈轶嵩,赵俊玮,乔洁,刘永涛. 汽车工程学报. 2018(02)
硕士论文
[1]节能型单体锂电池测试系统的研究与实现[D]. 杜学平.青岛科技大学 2018
[2]温度对锂离子动力电池充放电性能影响的研究[D]. 林健.海南大学 2018
[3]温度依赖的电动汽车动力电池建模及SOC估计方法研究[D]. 李炳思.吉林大学 2017
[4]动力电池单体测试系统[D]. 卜晓庆.青岛理工大学 2016
[5]车用动力电池组综合测试软件平台设计与实现[D]. 罗旋.哈尔滨工程大学 2017
[6]LiFePO4动力电池二阶RC模型参数的研究[D]. 姜威.浙江大学 2015
[7]梯次利用锂离子电池容量和内阻变化特性研究[D]. 徐晶.北京交通大学 2014
本文编号：3315786
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２?ＢＴＳ－６００测试系统工况编辑??Ｆｉｇ．?１－２?Ｐｒｏｇｒａｍ?ｅｄｉｔｏｒ?ｏｆ?ＢＴＳ－６００?ｔｅｓｔ?ｓｙｓｔｅｍ??
安全设定、通道配置、工况编辑与保存、燃料电池测试、数据保存与处理等功能??模块，尤其在工况编辑模块中设计了多重循环嵌套、工步停止条件、不同限制条??件间逻辑处理等功能。Ａｒｂｉｎ测试系统工况编辑图如图１－３所示。??ｌ＊ｌｃ?Ｅｄｉｔ?Ｙ？＾?Ｓｅｔｔｉｎｇｓ?？ｅ§〇??Ｂ?ａ?Ｓ?□：?＞?＾?ａ?ｌ？?ａ?＜＾ｐ?￥?Ｗ?ｂ?ｘ?Ｔ??ｉｔｔ?ｍ？ｗ？?Ｏｆ?Ｅａｒｔｍ?Ｃｘｔｒ？??Ｓｔｅｐ?Ｌａｂｅｌ?ｙｍｊｔｒｔ?ＣｏｎＶｏｌＴ＾ｐｃ?Ｃｏｒｔｔｒｏｉ?Ｖａｌｕｅ?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｃｏｎｔｒｏｌ??Ｖｉｒｔｕｅ?１?Ｖ？ｉｕｅ２?ｓ??Ｊ??ｍ?Ｓ?鄉－▲…＿１??Ｒｅ＊？??Ｌｏｇ?Ｌｉｍｉｔ?Ｓｔｅｐ?Ｌｉｍｉｔ?Ｇｏｔｏ?Ｓｔｅｐ?Ｖａｒｌｄｉｂｌｅｌ?Ｏｐｅｒａｔｏｒｌ?Ｖａｌｕ？１?Ｖ籲ｒｔａｂｌｅｉ??－?一?Ｉ?＇?□?Ｂ?＇ｍ？?二?ＣＣ?ＣＣ３：??ｌ＿ｌ＿?Ｓ如ｌＢ?２?Ｃｕ＿Ａ＞?．１?．?．?＇?：ｒ’，Ｖ?＿??ｌｓ￡２ｉ?ｌｏｇ?Ｕｍｌｔ?￥ｍ＞?Ｕｍｎ?ｊ?Ｇｏｔｏ?Ｓｔｅｐ???ＶｅｒｌｉＭｅｌ?｜?Ｃ＾ｓｎａｏｒｌ?Ｖ？＞ｕ？１?［?Ｖ？ｒｔａｌ＞＞ｅ２??１０?０?：?Ｈｅｘ！?Ｓｔｔｆｊ?＾?ＰＶ＿ＣＭＷ４＿Ｓｔｉｐｊ｜＿Ｔ？ｗｆｃ?）＊＊?Ｊ１§Ｃ??２?Ｒ?□?￣?。以?ｃｃｎ??？細?＿ｃ?２?＇?
不同放电倍率电流与电池放电ＤＣＩＲ的联系且提出了与电池放电直流内阻相关的??评估公式［２６］。鲁文凡依据混合脉冲功率法，通过调节测试脉冲的大小和脉冲的时??间对锂电池的直流内阻特征做了相关研宄［２＇ＤＣＩＲ与脉冲时间图如图１－４所示［２７］。??６６｜???ｒ??Ｈ?１?１?＞?ｋ?ｉ?邐?Ｉ．．?ｔ?ｉ?ｉ??１?２?３?４?５?６?７?８?９?１０?１１??时间／ａ??图１－４?ＤＣＩＲ与脉冲时间??Ｆｉｇ．?１－４?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ＤＣＩＲ?ａｎｄ?ｐｕｌｓｅ?ｔｉｍｅ??林春景研究了不同温度环境以及不同荷电状态ＳＯＣ对充放电直流内阻ＤＣＩＲ??的影响，指出随着温度降低ＤＣＩＲ出现增加趋势且ＤＣＩＲ组成部分直流欧姆内阻与??直流极化内阻对温度敏感程度不同［２８］。??以上很多研究中，针对电池直流内阻的测试是以某一种电流进行充电阶跃或??者放电阶跃的测试方式对电池直流内阻进行测试，本文以双电流放电阶跃测试电??池的直流内阻，这更接近车辆的实际行驶工况以及储能工况，所以针对双电流阶??跃测试电池直流内阻并且研究其随电池不同ＳＯＣ的变化情况具有重要意义。??１．２．３交流内阻与锂电池性能特征关系研究现状??目前，对电池交流内阻研宄过程中主要是通过交流阻抗谱的方式，通过阻抗??谱的变化分析电池的一些特性。电池交流阻抗谱图如图１－５所示［３２］。??２５?－??ｇ??＾?＾???０?２５?５０??图１－５电池交流阻抗谱??Ｆｉｇ．?１－５?Ｂａｔｔｅｒｙ?ＡＣ?ｉｍｐｅｄａｎｃｅ?ｓｐｅｃｔｒｕｍ??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池模型研究综述[J]. 杨杰,王婷,杜春雨,闵凡奇,吕桃林,张熠霄,晏莉琴,解晶莹,尹鸽平. 储能科学与技术. 2019(01)
[2]锂离子电池电化学阻抗谱研究综述[J]. 冷晓伟,戴作强,郑莉莉,李希超,任可美. 电源技术. 2018(11)
[3]富锂三元层状正极材料的研究进展[J]. 张和,张梦诗,廖世军. 应用化学. 2018(11)
[4]动力电池重要测试方法:混合脉冲功率特性测试[J]. 谢乐琼,王莉,胡坚耀,何向明,田光宇. 电池工业. 2018(05)
[5]动力锂离子电池在通信行业的梯次应用[J]. 曹涛,朱清峰,陈燕昌. 邮电设计技术. 2018(10)
[6]社会能源互联网:概念、架构和展望[J]. 韦晓广,高仕斌,臧天磊,黄涛,王涛,李多. 中国电机工程学报. 2018(17)
[7]储能用锂离子电池动态阻抗模型及其特征参数研究[J]. 许守平,胡娟,侯朝勇. 电气技术. 2018(08)
[8]全固态锂离子电池的研究进展[J]. 林立,裴波,刘飞,胡棋威,卢北虎. 船电技术. 2018(06)
[9]自适应无迹卡尔曼滤波动力电池的SOC估计[J]. 谢永东,何志刚,陈栋,周洪剑. 北京交通大学学报. 2018(02)
[10]我国电动汽车动力电池回收利用问题剖析及对策建议[J]. 陈轶嵩,赵俊玮,乔洁,刘永涛. 汽车工程学报. 2018(02)
硕士论文
[1]节能型单体锂电池测试系统的研究与实现[D]. 杜学平.青岛科技大学 2018
[2]温度对锂离子动力电池充放电性能影响的研究[D]. 林健.海南大学 2018
[3]温度依赖的电动汽车动力电池建模及SOC估计方法研究[D]. 李炳思.吉林大学 2017
[4]动力电池单体测试系统[D]. 卜晓庆.青岛理工大学 2016
[5]车用动力电池组综合测试软件平台设计与实现[D]. 罗旋.哈尔滨工程大学 2017
[6]LiFePO4动力电池二阶RC模型参数的研究[D]. 姜威.浙江大学 2015
[7]梯次利用锂离子电池容量和内阻变化特性研究[D]. 徐晶.北京交通大学 2014
本文编号：3315786
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