您好,欢迎来到星星旅游。
搜索
您的当前位置:首页大容量锂离子动力电池技术与应用

大容量锂离子动力电池技术与应用

来源:星星旅游
河南省汽车工程学会第六届科研学术研讨会论文集远远大于其额定值,如不加以控制和保护,在电动汽车启动时可能发生危险。目前常用的起动方法有:变压器启动、星——三角变换起动和串级启动等。由图8可见,整个空载起动过程大约0.3秒,电机转速上升很快并在接近同步转速时保持稳定,其动态特性的响应时间短,超调最小,稳态性能好。电磁转矩在启动瞬问达到最大值,并有很大波动,但起动完成后能保持稳定。。卜述仿真曲线中的稳态电流、转矩和转速符合电机的运行特性,与图2中所示的理论计算结果基本吻合,验证了仿真模型的正确性。我们不难看出用MATLAB/SIMULINK进行电机仿真方便简单、高效直观,特别适合与对复杂系统的建模与分析。.5结束语本文建立了异步电机的数学模型,介绍了MATLAB/SIMULINK仿真建模的过程,并对异步电机模型进行了有仿真。利用MATLAB/SIMULINK建立异步电机模型,模型直观,易于使用,为以后控制器开发过程中验证设计思想、节约试验成本,并进行高效成功的设计打下良好的基础。通过仿真试验获得的仿真曲线,验证丫在异步电机模型的正确性。仿真实验表明,仿真模型的动态仿真过程与理论分析结果和实际调速系统运动过程基本吻合。参考文献【1J陈尖,交流电机数学模型及调速系统,国防工业出版社,1998【2】Chee—munOng,DynamicSimulationofElectricMachinery,PrenticeHall,2007【3J薛定宇,陈阳泉.基于MATLAB/SIMULINK的统仿真技术与应用.清华大学出版社,2002作者简介孟甲凡,(1984.4),男,河南济源人,硕士,毕业于澳大利亚悉尼大学,研究方向:控制理论与控制工程。HNSAE09067大容量锂离子动力电池技术与应用中航锂电(洛阳)有限公司张利波1、背景介绍随着科技的进步和人类社会的发展,对能源的需求越来越多,煤、石油等化石资源口趋枯竭,环境污染日趋严重,寻找和开发可替代绿色能源是能源界恒久的追求。随着行油、天然气价格的快速上涨,环境污染的日益加重问题日益成为国际社会关注的焦点,新型能源汽车,包括电动汽车作为新型交通丁具,在缓解能源危机,促进环境与人类和谐发腰等方面具有不可比拟的优势,这也是推进城市现代交通发展模式转变的有效载体。2、锂离子电池介绍车用动力电池使用特点(见表1)锂离子电池的评价锂动力电池性能评价指标锂动力电池主要性能评价指标是比恶劣的工作环境丁作电流大,变化频繁车辆运i,颠簸,环境笥刻车辆卒间狭小大量高容最电池串联带来的问题电池的倍牢充放电能力要求高;电池易发热;交变电流下电池特性难于掌握电池的抗冲击、震动能力,绝缘性能下降通风和散热结构设计困难,通风散热不利。或短路、过充、过放、挤压、碰撞、火烧等极端情况,可能出现燃烧、爆炸现象一致性、安全性要求高表1车用动力电池使用特点能最、安全性、循环寿命和成本。其定义分别为:比能鼍:电池单位重量所发挥出的能量称为(莺量)比能馒。循环寿命:电池充放电可循环的次数称为寿命。为了便于对比,业内通常用全部充满放光(100%DOD)直到总容量降到初始容量的80%的循环次数作为寿命的参考指标。安伞性:电池安全性是指电池在正常或非正常使用过程中,是否可能发生起火或爆炸。一般采用充满电情况下的短路、针刺、挤J玉和过充电的试验来评价电池安令性。我国的汽车行业涉及的动力电池安全标准国家卜五863计划电动车晕大专项实施过程中,根据课题滚动制定了相应的EV/HEV车用锂离子蓄电池测试规范;2004年启动的动力电池汽车行业标准制定工作,与重大专项同步实施。该系列标准于2006年8月1日实施,已应用于电动车公告管理强制性检测工作中。考虑到电动车用动力蓄电池的使用性能及使用特性,QC/T743—2006明确了单体和成组或模块的划分,并将试验项目以单体和模块相应划分;各项目检验标准依据国内外相关标准、国内动力电池的研发水平及电动车实际应用特性确定,均比国标的相应项目要求严格。从科学、实用以及我国动力电池发展阶段考虑,在标准中明确的滥用条件主要包括:短路试验、挤压试验、跌落试验、针刺试验、加热试验、过充试验、过放试验等,并将单体及模块蓄电池的安全试验分别要求。锂电池正极材料介绍(见图l、表2、表3)3、公司基本情况天窄能源(洛阳)有限公司隶属于中国航空工业集团空空导弹研究院,计划投资36亿元建设新能源产业基地。田1锂电池正极材料・127・河南省汽车工程学会第六届科研学术研讨会论文集表2几种高能量电池材料的性能比较比功率/比能量安全(W/ks)/(、ⅣM,S)UFeP04>lOoo,80—90LiceilsNiMH表3不同正极材料的电池性能比较类别钻酸锂锰酸锂—二兀磷酸亚铁锂循环寿命100%DOD>1500<j000>2000<1000环境友好性、/×倍率住能☆☆☆体积比能蟥☆☆☆☆☆莆醴比能量☆☆☆☆☆安全性材料成本差好一般优秀高中等较高低廉适合领域中小型移动电源对体积不敏感的大性、/×☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆型动力电源中等型号动力电池对体积不敏感的大型动力电源>1500,loo—130750/50—70600/40-60☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆、/、/、/☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆XNiCd由此可见磷酸铁钾材料最适合制作高能造动力电池。磷酸亚铁锂与锰酸锂电池性能的比较见表4。表4磷酸亚铁锂与锰酸锂电池性能的比较磷酸亚铁锂放电的过程当中,嵌锂过后体积膨胀是锰酸锂在深度充放电的过程中,材料容正极材料公司发展情况项目论证阶段:2005年~2007年6月关注锂循环性能更优异电池行业,并进行调研论证工作。、公司建设阶段:2007年9月成立公司筹备6.8%。Ifii负极石墨此时体积缩小7%,正好易发生品格畸变,造成电池容量有一个补偿,循环性能优异,80%DOD循环寿命可达2000次。Fe3+,氧化能力弱.不易与电解液反应;迅速衰减,80%DOD循环寿命700-1000次。Mn4+氧化能力强,易与电解液反应;氧与金属锰结合,键能弱,过充易析氧组;2007年12月8日公司正式成立;2008年4月13日完成第一批产品下线;公司发展阶段:2008年7月产品通过201所安伞检测;2009年4月产品通过同家强制检验;2009年5月中航工业明确发展与投资规划;2009年8月国家863项目申报成功4、电池技术与产品09年科研项目申报工作及计划安排国家高技术研究发展计划1863计划)项目课题更具优异安全性氧与非金属磷结合,键能强。过充不易析氧技术领域名称:现代交通技术领域项目名称:节能与新能源汽车课题名称:大容量磷酸铁锂动力电池及动力模块技术开发天空能源(洛阳)有限公司主要研究内容:依托单位:申请负责人:程宝利研究锂离子动力蓄电池材料产业化关键技术——主要包括:材料的安全性,材料掺杂改性和表面修饰技术,材料制备工艺技术,规模生产及成本控制技术研究。大容量电池制造工艺——对不同电池原材料的特性进行研究和改进,优化配比,提高电池性能;开展单体电池产品的优化设计、规模化生产工艺、一致性控制性研究,重点对动力电池的可靠性、耐久性和环境适应性进行实验考核;国.母.一100≥600≥llO5C5C图2主要技术路线表5电池性能目标课题要求天窄能源产品40~100≥600≥llO5C电池成组技术研究——深入研究成组技术,着蕈研究适合于电动汽车工况的动力模块,包含锌离子动力电池标准化电池模块、先进的能量管理系统和智能配套充电系统。技术路线:采取基础理论研究与应用技术开发棚结合的方法,筛选优化工艺参数,为新材料与电池技术的产业化开发奠定坚实基础。主要技术路线见图2。电池性能目标见表5。电池设计生产过程中的研发成果2007年12月份至2009年3月份;天空能源共申请发明和实用新型专利15项。电池设计:3项;电池工艺:4项;电池制造:4项;电池配套:4项产品介绍项目容量规格(Ah)功率密度(W/kg)能量密度(Wh/ks)最大放电倍率最大充电倍率(30s,下限电压≥2.OV)(30s,下限电压≥2.0V)5C(60s,下限电压≥3.8V)单体电池内阻(mD)单体电Jli偏蓐(v)单体容量偏差(%)使用温度范围(℃)搁置温度范围(℃)荷电保持能力(常温满电态搁置28天)安全性循环寿命(次)(100%DOD,80%侧余容量)≤2.20/(规模化生产价格)成本(元/Wh)≤2.50/(小批量供货价格)通过行标或规范要求≥1500≤3.0/(100AH)≤O.02≤2-20-60—砌一80≥95%(60s以上,下限电压≥≤1.O/(100AH)≤O.02≤2—25—65—_4lD一80≥95%丰富的产品系列——天空能源锂离子动力电池的单体容鼍覆盖了40AH、60AH、100AH、l400AH等。30AH、l80AH、200AH、240AH、《1)优异的单体电池性能——容量性能与功率性能兼备型号:TKl80AHA;标称容量:180Ah;尺寸:182×71(mm);重量:5.5kg±1009X已通过863动力电池检测中心强检285电压平台:3.2V;质量比能:100Wh/kg;循环寿命(80%DOD):>2000次自放电率(月):<3%;标准充电电流:0.3c(A);最大放电电・128・≤2.20/(规模化生产价)≤2.50/(小批量供货价)日南{汽{18学奇*i月科研学术H"台*i皋流:恒流<3CA;脉冲放电<IOCAf2)大容量4体电池I*优异的电性能型母:TK400AHA,怀称存量:400Ah.尺寸45213kg±I509x71x288(mⅡ1);重量电碰甲台:32V,质量比能:IIOWll,kg,循环奇命(80%DOD):>2000状,自放电率(月)<3%标准充电电流03CrAb戢^放电电流:恒流<3CA;脉冲放电<Ⅲ■优异的低a性能——一20℃放电敢车太r90%(址剖23、4)。枉戚的安全性测试——通过旧家863坝||动力电池删试巾心测试同内第一寐IOOAII和180AH大容鞋单伴电池通过泼碰认JjI的企业单体安±测试(阿略)}I:5分钟后,术爆炸,术起火,符合规定:2:9分钟后,未爆炸.束起火.符台舰定3:30分钟后,未爆炸,术起火,符合规定。4:It)丹钟后束爆炸,束起火,符合规定模目安全测试(图略)5分钟后,木爆炸,6:9分钟后+未爆炸,来起火,术起火,符合规定符台规定。争血的崮际认矸——运输、空幸鉴定5;l黧通过CE认缸5、生产能力与品质管理完备的生产#备——镕全满E产日性能i求的±产线制造部制造部下辖6十车问,拥有符类世备50余台套,保证牟年产能31,W3万“对现打殴备进行重^改造10余项,般性改造30余项,嫂造升级后的设备自动化程度明艟提高,产品质精更趋于稳定。正在研发的全自动化生产设备,将丁∞年年底投^使用。新产线产能3000玎Ah,足拥有自主知识产权自动化程度极高的全新产品。台日的I艺流g、P格的检验标准——保证产品交付质晕针It钝电池,l产“制品数罱大存制品保存难、lift':衔接多产品一致性要求商等特点.我们采取r一系列有针对性的措施,雨点加强对关键工序的控制,如弥布啦烈而厚檀、辊切蹬需的调试、配片审批电.0厚度叠Hft骨化成l步设置等等在质箍疗m除庙啭部采取的料项措施外,我们1晏耍求:一是斤什=检,结合镡电弛牛产特点,重新定义丁各IiJF“卣件’的慨念。确保不会m现批攻性质齄事故;一是加强巡检,辑目[班lll妊本身就是巡擒蚰.芙键r序,j外配备有巡榆员。P格的分选方式——保证产^^其蔷撤优的一致性(见阿5)选用奥运会大巴用电池分选方式逊行分选,确保电池致性。∞线拟台——佩畦产M长期使川一致性FD丹nI模式(FcaluwDataMode):根据充电和放电特征数据进行分组。该分组横式的特点皿,以充电和放电过程的特性进行普通分自I。CM丹组模式(c…MaIch・峭M甜c)陔模式擞据电池组放电电流和电压卫系曲线和充电特征曲线进行分组。采用设模式分组的电池县有良好的放电特性和能鞋p‘就特性。£质管E——沿袭军品生产、更具电池q.产特点严把材料凡幢戈选样音惜供冉,对缸批次产品进行相符性检卉,l目时试产电池.以电芯讹能为依据。重桃外掷零什检验时外怫的机加T零件的关键椅验幅,进{,100%检验。持续政进向同乍标耍求看齐公司质星管理体系符合GBTFI9001—2000—1S09001:2000标准,北京字航剑质晕认址中心为公刊坝发r质量管理佧系认征证书。引^精益管理引人“精旋+6西格玛”符理方法。公司主要领导目叭产部门主要管理人员参加“精益+6蝤格玛’管理培训,并将“精艋+6西格玛’管理^“、纳人到H*柏生产和管理之中。6、产8市场Ⅱ&用服务日南省汽丰I《学告第i*科研学{目讨§*i巢电池jt用介绍(俐略)市场分n¨泛f见H6)全Ⅲ的售前n务与支持——“f提“}各娄电池Ji川设”h案根姑存户蓝求女【配电池包没j-々7U池组配川的电池管理系统和外目;挥护电蹄根船存户用}U器耍求世ll电池优化电池^£方.他其性债比选到鲢商丰富的实a&验产品J训If系统^寨冉租、公交电摩电动【R车K域莱川乍电动车《域(【q略)A纯电动。交¥120H400Ah锂电弛.最高车速:60kndh;续航坐程:230km;电丘平台384v电机功率:IOf●kW;载重:4200kg;克电时q:3.5小时2009年7Jjl3lj第^届北京幽际电动车腥.大型弃乍巫是70%参胜午辆采川我-4锂离千电池。B某客车摹团360“SEI80AHA磷酸铁锂动力}H池;动力眦置:150kWn流水磁电机:’’长:II8m;载'ti:98凡c电动保姆车45只180Ah钝电池.最高时速:120km/h.续航单程250km,最^爬坡:20%;加速能力:9s(o一80km/h);电址甲台:144v;电机功率:7kW;载蕈:200kg;充电:3.5小时D电动周转车45儿[80Ah锂电池:蛀高时速12昧ro/h;续航里程:180kra;虽大爬坡:20%;加速能力:10s(0---80k,,ah)电压平台:14dv:电机功宰:7kW.载重500kg.克电:35小时E电动小轿车45只180Ah镩电池.最高1j速:122kndh:续航壁程:230km;爬坡能力:20%;)Jll速能力:IOs(O—IC(Ikm,|1电压平音:I“v;电机功率:15kW;载莆300kg;允电:35小时96只180Ah锂电池,最高车速:256km/h;续航里稃288km;加速能山:7s(0…IOOkrra'h),电压甲台:317vG电同维修电动汽车F电动跑车~欧洲客P-E称¨^+;项目类型:超级电容+锂电池电动汽车:使用产品:TKISOAHMIX400AHA该剐号车辆已经取得国家发政委公告,小批计使用。H电动#保吸±¥客户“¨;项日类型:乍Ⅲ动力.艟用J“品+rKISOAHAl#!电动车客户名称荇兰;项U类删:电动汽车;使川产晶:48VTKl60AHA,目标市场:帻洲、北黄酸型号车辆通过瞅盟认证,2fx/9年年底前交付100套,{用额域(囝略)军舰;军用启动电源;地面片舱电谭;单兵系统.电动和混合动力战下;潜艇nj太释量动力电池;雷达基站.鱼水雷,水下潜行器m车(图略)1)电力机车,2)存车;3)高速列乍,4)地铁.5)铁蹄通讯用电源韶扣一改型规挤J81)663h;储存始量:j85kWh;浮克电压:J10V储能领域(嘲啡)1)发电厂,2)通讯基站:3J太Rj能风能发电.4)tiPS柏H几辑站:电池犁号:180Ah:数鞋:68S;浮充电压:230V;能盛:39kWh:运行方式离州}.晦海上浮标:型号.180Ah,数量:4*,浮克电压:136V.能量:2.3kWh路灯州'口':100Ah,数赶:4s+浮光电压】3.6V;能量:128kWh艾默生测醋情况型号45Ah;重最:I35k£;能付.144Wh:瓜缎品牌UPS产品选用井进行严格蛮验,效果很好。风光互补发lH项目客户私称:宙达站、边防站;项目觉型:储能应用:使用产品:400Ah;市场需求:々用储能电源12003a《20忙辛面的俦后服务与支持——保证弃户使用产品一次成功m&&月&‰重视产品划j:产品交付过程中,天生能源派经验丰富的技术人员到现场负责产品安装调试,确保用户的电动车辆和电源设备能及时得到利爪。H南*汽_圭-m口学套第x*科H学术Ⅲ讨套*i集做好客户蚺OJ『确保产品立付的『【l】时,要刘用户单他的相关^虽进行电池安城操作_I{亍导和电池应用技术培ill¨提供io他用梯保养电池相戈的指导性书向文件,做到膛时响应。一十四小时接受技术许啪.及叫_f教地解答JID,“使用巾遇刮的牲术闸题电活联系船决小了的nq题.凡窄能源在24d,tlq或第十I作Ii(肯内24个小时,省外:个I作¨)派技术人晁刮剐场提供技术服务芷埘跟踪回访:坼个月k动联络一次』np.认“,解lⅡ池使川情况.在必要的}”性派技求人∞刊现场做献电池维护7、企n发&m划T断提高产能——做强做A企业一期产能:6Ⅲm万AII/年(2009年)二期产能:60000盯^II/年(20】J年)一期产能:10亿AH/牛f2012年)垒产m镕发月‰划——成为电谭供Jm商(地图7Jm太项目投资——建国际一流的锂电池研发牛产证Ⅱk(见表6)着眼行n标准——积极参与推动行1k发展I、起草行业标准,完善企业标准井备案2、完成“双高”认证和科技计划中报3、}利中请*展对外台n——街Ⅵ产研盖系跟踪行业前册与清华^学台*,跟进其他锉离f材料的发腱。与tp山^学合作,完善BMS系统与电池的.々机械总院音怍,完营电池分选设备。%201所台作,开展电池幸rl:能椅测实鸵窜建醴l柞。融^地方经济建设——各级强力支持与推动2008年.公司的电动汽车动力总成科技攻关项目列^洛阳市重大科技攻戈计划项日,锂离子动力电诎研发殛产业化项目被列^河南省2009年高技术产业发展项目。2009年1月,洛阳市专项支持锂离子动力电池项日100D万元毫嚣馨易!瓣嚣鑫赫日列人2009年河南省第一批省重作者简介目7±fn#&^女Ⅻ—&*m《*&商点建设项目。2009年3月.^容量锂电弛动力模块项目列人2009年河南省重大科技专项。张利渡,中航锂电(洛阳)有限公rd技术。“:*A∞2009}*&*fm勃)Rf&术"女々目glt☆t々M&j。HNSAE09068奥丁纯电动汽车CAN总线系统及应用层协议的开发郑州日产汽车有m心日4500161莆言随着越来越多的汽乍制造,家采用CAN协议,CAN连渐成为通用标准。在汽车的没汁领域,CAN几乎成为一种必须采用的技术手段。电动汽车是【}l多个丁系统构成的复杂系统。随着整车择济性、安全性、可靠性和舒适性要求的提高,电动汽车r所需竖控制的部件越来越多,各个丁系统之间所需娶空换的信息也增多,控制糸统也就变得越来越复杂。基r总线的分布式控制结构町以使各个控制模块的功能相对简单,进而简化系统的拓扑结构,提高可谨性。鉴于CAN总线高实时性、高町霜性和月E置灵活等特点,制对奥J纯电动汽车的扦发璺求,挺m了CAN总线控制系统拓扑结构,井为奥J纯电动,c阜研究制定了套CAN总线应用层协殴。道路运{r表明,所开发的CAN总线系统及应川膳m议较好地满足J.奥丁纯电动轿车整阜拌制和管理的需耍。网2奥丁纯电动汽车动力e成§统奥J纯电动汽车动力系统如幽I所示。驱动电机为30kW的交流感应电机,其额定扭币/转速(N州rpm)≤142N・m.动力电池为336V、80Ah的锂电池。奥丁纯电动汽车(.^^总线系统拓扑结构如图2所小。整千控制器面过传感器获取驾驶员的驾驶操作,解释驾驶员的驾驶需求,通过CAN总线抉得电机和电池状盎参数,并根据车辆运行状态,进行力矩ll莽和能量管理i|算,通过CAN总线向电机发力矩等操作指令,井驱动继电器组巾的相应继』U器.管理其131大容量锂离子动力电池技术与应用

作者:作者单位:

张利波

中航锂电(洛阳)有限公司

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_7249319.aspx

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- stra.cn 版权所有 赣ICP备2024042791号-4

违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务