HEV再生制动时NiMH电池快速充电策略与仿真
电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统测试规程
电动汽车用锂离子动力电池包和系统测试规程 范围 本标准规定了电动汽车用锂离子动力电池包和系统基本性能、可靠性和安全性的测试方法。 本标准适用于高功率驱动用电动汽车锂离子动力电池包和电池系统。 规范性引用文件（其中的一部分） 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2423.4-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db 交变湿热（12h＋12h循环）（IEC 60068-2-30:2005,IDT） GB/T 2423.43-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法振动、冲击和类似动力学试验样品的安装(IEC 60068-2-47:2005,IDT) GB/T 2423.56-2006 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh：宽带随机振动（数字控制）和导则(IEC 60068-2-64:1993,IDT) GB/T 18384.1-2001 电动汽车安全要求第1部分:车载储能装置（ISO/DIS 6469-1:2000,EQV）GB/T 18384.3-2001 电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护（ISO/DIS 6469-3:2000,EQV）GB/T 19596-2004 电动汽车术语（ISO 8713:2002,NEQ） GB/T xxxx.1- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第1部分:一般规定(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 1: General,MOD) GB/T xxxx.3- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 3: Mechanical loads,MOD) GB/T xxxx.4- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 4: Climatic loads,MOD) 术语和定义 1.1 蓄电池电子部件 采集或者同时监测蓄电池单体或模块的电和热数据的电子装置，必要时可以包括用于蓄电池单体均衡的电子部件。 注：蓄电池电子部件可以包括单体控制器。单体电池间的均衡可以由蓄电池电子部件控制，或者通过蓄电池控制单元控制。 1.2 蓄电池控制单元 battery control unit （BCU） 控制、管理、检测或计算电池系统的电和热相关的参数，并提供电池系统和其他车辆控制器通讯的电子装置。 1.3 1 / 20
电动汽车再生制动与ABS联合制动研究与仿真
电动汽车再生制动与ABS联合制动研究与仿真摘要：本文根据abs与电动汽车再生制动系统的工作原理建立了制动系统的力学模型，并根据模糊控制理论和pid控制理论，在matlab/simulink环境下建立了电动汽车制动系统仿真模型，所得结果符合电动车辆制动的实际情况，对于电动汽车制动系统设计具有实际应用价值。 关键词：电动汽车，abs，再生制动，动力学仿真 research and simulation of regenerative braking system and abs on electric vehicle (liu jin-cui ，xinxiang vocational and technical college）abstract :according to the working principle of abs and regenerative braking system the paper establishment mechanical model, and also set up braking system simulation model in matlab/simulink environment, according to fuzzy logic control theory and pid control theory. through a wide range of control strategies of computer simulation experiments verify the superiority of fuzzy logic control, the research results are in accordance with the actual situation of the electric vehicles braking, and have practical application value for the design of electric vehicle braking system. key word: electric vehicle, antilock braking system,
电动汽车用动力蓄电池技术要求及试验方法
《电动客车安全要求》 征求意见稿编制说明 一、工作简况 1、任务来源 为引导和规范我国电动客车产业健康可持续发展，提高电动客车安全技术水平，落实工业和信息化部建设符合电动客车特点的整车、电池、电机、高压线束等系统的安全条件及测试评价标准体系的要求，全国汽车标准化技术委员会于2016年8月启动了本强标的立项和编制工作。 2、主要工作过程 根据有关部门对电动客车安全标准制定工作的要求，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织成立“电动客车安全要求工作组”（以下简称工作组），系统开展电动客车安全要求标准的制定工作。 （1）GB《电动客车安全要求》于2016年底完成立项（计划号20160968-Q-339），2016年12月29日在南充电动汽车整车标准工作组会议上组建了标准制定的核心工作组，启动了强标制定工作，并由起草组代表介绍了标准的背景、编制思路、以及与相关标准的协调性关系。 （2） 2017年2月-3月，基于已开始执行的《电动客车安全技术条件》（工信部装[2016]377号，以下简称《条件》）的工作基础，工作组向电动客车行业主要企业、检测机构等16家单位征求《条件》的实施情况反馈与强制性国标制定建议。 （3） 2017年4月18日，工作组在重庆组织召开标准制定讨论会，会议对《条件》制定情况进行了回顾，对收集到的《条件》执行情况进行了分析讨论。根据讨论结果，针对共性问题形成了专项征求意见表。 （4） 2017年5月-6月，工作组根据重庆会议讨论结果向行业进行强标制定专项意见征求意见。 （5） 2017年6月6日，在株洲召开工作组会议，会议对专项征求意见期间收集的反馈意见进行研究讨论。 （6）2017年6月-10月，工作组依据意见反馈情况和会议讨论结果进行标
混合动力电动汽车再生制动系统的建模与仿真
第27卷第1期武汉理工大学学报?信息与管理工程版V o l.27N o.1 2005年2月JOU RNAL O F WU T(I N FORMA T I O N&MANA GEM EN T EN G I N EER I N G)Feb.2005 文章编号:1007-144X(2005)01-0116-05 混合动力电动汽车再生制动系统的建模与仿真 过学迅,张 靖 (武汉理工大学汽车工程学院,湖北武汉 430070) 摘 要:制动能量回收是电动汽车的一个重要特性,也是电动汽车能实现经济性的重要方面。分析了在混合动力电动汽车上实现再生制动的必要性和可行性,对再生制动的控制策略实现进行了分析,在自主开发的混合动力汽车仿真研究平台H EV S I M上,建立了混合动力电动汽车H EV72000的系统仿真模型,并应用线控再生制动策略对并联式的制动回收能力进行了仿真研究。 关键词:再生制动;仿真;混合动力;控制策略 中图法分类号:U469.72 文献标识码:A 1 前 言 20世纪80年代以来,随着世界汽车保有量 的增加,人们对空气质量的日益恶化,石油资源的 渐趋匮乏等问题引起了高度重视。世界各国特别 是汽车工业比较发达的国家,正在致力于研究和 开发低污染和无污染汽车。纯电动汽车EV (E lectric V eh icle)是取代传统内燃机汽车、满足 零排放的最终选择。但是目前电池的能量密度、充电时间、价格、寿命等问题仍未得到理想的解决,从而限制着纯电动汽车的发展。近年来燃料电池汽车发展十分迅速,但在成本、氢能源的制备等方面仍存在一些急需解决的问题。因此,世界许多著名汽车生产厂商已将研究的重点转向了可实施性较强的混合动力电动汽车H EV(H yb rid E lectric V eh icle)。混合动力电动汽车一方面可以充分利用传统汽车的技术成果和工业基础,另一方面可以有效减少排放、降低油耗,是传统发动机汽车向零排放电动汽车过渡时期各国政府和汽车制造商的最佳选择。 混合动力电动汽车与传统汽车相比,除了能使发动机工作在高效区,降低污染减少排放的特点以外,另一个重要的区别就是,它与纯电动汽车一样可以方便地实现再生制动,回收一部分传统车辆在制动过程中损失的能量[1]。 2 制动能量回收的必要性 用于传统车辆制动装置的品种繁多,形式多样,如机械式、液压式、气动式、气2液混合式等,但就它们的制动工作原理来讲则完全相同,即它们都是利用制动装置工作时产生摩擦热的方式来逐渐消耗车辆所具有的动能,以达到车辆减速制动之目的。然而,这部分用于制动的能量相当可观。 图1 ECE工况下能量对比关系 收稿日期:2004-10-09. 作者简介:过学迅(1956-),男,江苏无锡人,武汉理工大学汽车工程学院教授.基金项目:国家十五“863”计划专项资助项目(2001AA501213).
动力电池系统技术规范
密级：项目内部 动力电池系统技术规范项目代号： 文件编号： 编写：时间： 校核：时间： 批准：时间： 天津易鼎丰动力科技有限公司 1.文件范围 本文件规范了XX公司XX车型所用XX动力电池必须满足的技术性能要求。 2.术语定义和及产品执行标准 .术语定义 电动汽车(electricvehicle,EV)：指以车载能源为动力，由电动机驱动的汽车； 电芯(cell)：一个单一的电化学电池最小的功能单元； 模组(module)：指由多个电芯的并联组装集合体，是一个单一的机电单元； 电池组(batterypack)：由一个或多个模组连接组成的单一机械总成； 电池管理系统(batterymanagementsystem,BMS)：指任何通过监控充电电池的状态、计算二次数据并报告该等数据、保护该等充电电池、设置报警信号、与设备中的其他子系统进行电子通信、控制充电电池内部的环境或平衡该等充电电池或环境等方式来管理该等充电电池的电子设备，包括软件、硬件和运算法则； 动力电池系统(batterysystem)：动力电池系统是指由动力电池组、电池箱体、电池管理系
统、电器元件及高低压连接器等组成的总成部件，功能为接收和储存由车载充电机、发电机、制动能量回收装置或外置充电装置提供的高压直流电，并且为电驱动系统及电辅助系统提供高压直流电； 整车控制器(vehiclecontrollerunit)：检测控制电动汽车系统电路的控制器； 高电压(HighVoltage,HV)：特指电动汽车200VDC以上高压系统； 低电压(LowVoltage,LV)：指任何信号或功率型能量低于50VDC，本文中特指整车12VDC电源系统； 荷电状态(state-of-charge,SOC)：电池放电后剩余容量与全荷电容量的百分比； 寿命初始(BeginningOfLife,BOL)：指动力电池系统刚交付使用的状态； 寿命终止(EndOfLife,EOL)：动力电池系统能量降低到初始能量的80%，或者实时峰值 功率低于初始峰值功率的85%时，视为寿命终止； 电磁兼容性(Electro-MagneticCompatibility,EMC)：在同一电子环境中,两种或多种电子 设备能互不干扰进行正常工作的能力； 高低压互锁(HighVoltageInter-Lock,HVIL)：特指低压断电时，通过低压信号控制能够 同时将高压回路切断； CAN(ControllerAreaNetwork)：控制器局域网； DFMEA(FailureModeandEffectsAnalysis)：设计故障模式及失效分析； MTBF(MeanTimeBetweenFailure)：平均无故障时间； 额定容量：在25℃±2℃下，以1I1(A)电流恒电流充电至动力电池系统总电压或最高单体 电压达到规定电压值，以恒定电压充电至电流小于（A）时停止充电，休眠10分钟后，以1I1(A)电流放电达到规定的终止电压时停止放电，整个测试过程放出的容量为额定容量，单位为Ah； 额定能量：在25℃±2℃下，以1I1(A)电流恒电流充电至动力电池系统总电压达到或最高 单体电压达到规定电压值，以恒定电压充电至电流小于时停止充电，休眠10分钟后，以1I1(A)电流放电达到规定的终止电压时停止放电，整个测试过程放出的能量为额定能量，（Wh），此值可由电压-容量曲线的覆盖面积积分得到； 可用能量：在25±2℃、-5±2℃两种温度条件下，按照《动力电池可用能量测试规范》分 别做NEDC测试，动力电池系统在放电率允许的范围内实际放出的电量的平均值。 额定电压：额定能量除以额定容量，标定为额定电压； 峰值功率：本项目峰值功率标定为XXkW。 产品执行标准 表1.产品执行标准 备注：未经特殊说明，本规范中涉及到的术语定义、检测方法、判断标准等都以上述标准为准。
电池管理系统 (BMS)
如何重新定义电动汽车电池管理系统 （BMS ）？ 来源：英飞凌公司 作者：Klaus & Bj?rn2013年12月13日 12:01 0 分享 订阅 [导读] 无论是简单的充电控制器还是复杂的控制单元，对于电池管理系统 （BMS ） 的需求都在迅速增长，尤其是电动汽车领域。除了传统的充电状态监控外，BMS 系统还必须遵守日益严格的安全法规，注重控制和待机功能、热管理和用于保护 OEM 车厂电池的加密算法。 关键词：电池管理处理器英飞凌电动汽车 随着电气化动力系统变得日益复杂，BMS 需要执行的功能增多，承受的负担之重前所未有。 无论是简单的充电控制器还是复杂的控制单元，对于电池管理系统 （BMS ） 的需求都在迅速增长，尤其是电动汽车领域。除了传统的充电状态监控外，BMS 系统还必须遵守日益严格的安全法规，注重控制和待机功能、热管理和用于保护 OEM 车厂电池的加密算法。未 来，甚至车辆控制单元 （VCU ） 的部件和功能也会与 BMS 相关联。 图1 配备所有相关部件的电动汽车电池管理系统 （BMS ）
未来，BMS 将在电动汽车领域发挥重要作用。然而 BMS 的各个子功能往往由 OEM车厂定制，会因系统配置不同而存在很大差异。因此，不可能制定出适用于每一个电动汽车制造商的完整的 BMS 要求列表。然而，电池管理系统处理的任务范围不断扩大，这一事实毋庸置疑。BMS 最常见的要求包括安全要求、控制和监控功能、待机功能、热管理、加密算法和预留可扩展接口增加新功能。 安全要求 在 ISO 26262 安全标准范围内，如 BMS 等特定的电气和电子系统将被归类为从 ASIL C 至 ASIL D 的高安全类别。与之对应的故障检测率至少为 97% 至 99%。电池系统中最危险的故障来源有：因电缆磨损或事故而导致车辆底盘出现高电压漏电而未被发现；各种引起高电压电池起火或爆炸的原因：例如对电池过度充电（例如在公用电网上或因停电恢复引起）、电池过早老化（例如爆炸性气体泄漏）、液体进入和短路（例如因雨水引起）、滥用（例如维修不当）和热管理错误（例如冷却失效）等。 在安全方面，主开关（主继电器）在避免与高电压相关的事故中起到了重要的作用，它可确保 BMS 电子系统能够作出充分的故障反应。发生故障时，BMS 模块会在适当的故障反应时间内断开开关（例如 10ms 以内）。非关键故障安全条件的特征通常是：如果 BMS 微控制器（MCU）失效，甚至在控制器逻辑完全失效的情况下，独立的外部安全元件（例如窗口看门狗）仍可确保主开关继电器可靠地打开逆变器（正/负）的两个高电压触点。BMS 系统中还集成了其他安全功能，包括漏电电流监控和主开关继电器监控。 控制和监控功能： 其他 BMS 功能包括对电动汽车中昂贵的高电压电池的监控、保养和维护。BMS 控制和监控功能来源于安装于电池包中的电子平衡单元。管理各个电池组内（battery slave pack）的平衡，同时精确地感测各个单电池的电压。平衡芯片通常可管理多达 12 个单电池组成的群组。相关数量的电池群组串联后可产生高达数百伏的高中间电路电压以供逆变器控制之用，这是电动汽车的逆变器电驱动所必需的。 位于主开关对所有高电压电池的总电流的测量，以及从芯片对各个单电池电压的单电池精确同步监控，BMS 可使用特定算法（例如，基于电池化学 Matlab Simulink 模型）评估充电状态及健康状态等电池参数。BMS 通常不会安装在非常靠近高电压电池的位置，但是通常会通过冗余的流电去耦总线系统（比如 CAN 或其他适合的差分总线）与电子平衡从动元件相连接。它由汽车电压（12 伏电池）供电，因此可通过现有的网络架构与现有的控制单元群组结合使用，无需进一步的流电去耦措施。最后，它还改善了安全性，因为它让 BMS 能够在高电压电池发生机构或化学缺陷时确保功能正常并且安全地断开主开关。 随着电池专用的化学/电气算法日益复杂，预计 BMS 将需要使用拥有 2.5MB 至 4MB 闪存和强大的多核处理器架构的 AURIX 等微控制器（MCU）。这种组合可以保证有足够的内存用于全面校准参数并提供足够的计算能力（图 2）。
电池安全检测测试标准及设备模板
锂电池安全检测项目有: 热循环测试、短路测试、冲击测试、压缩测试、燃烧颗粒测试、针刺测试、火烤测试、低压试验、振动测试、潮湿测试 UL1642安全标准(锂电池) 东莞贝尔试验设备有限公司( ) 前言 本标准含有覆盖UL规定的大类的产品的基本要求。 这些要求基于合理的工程原理, 研究和试验结论以及现场经验, 而且参考了制造商、用户、检查机构和其它一些有专业经验的机构或人士的意见。 A.遵守本标准的要求是制造商在制造产品时应具备的一个基本条件。 B.产品仅能书面满足本标准条文规定不足以断定满足本标准, 比如: 当检测和试验时, 发现其它特征不满足本标准安全水平的要求。 C.产品采用的材料或结构与本标准技术要求不符的不能认为符合本标准。如果该产品采用的材料或由采用不同于本标准所列的结构形成; 但性能能够符合标准要求的, 有可能断定符合本标准。 D.UL在执行客户的安全测试要求时, 并不承诺为客户的产品负责, UL只是依据当前水平考虑到的一些实际安全限制及要求为产品提供一个专业的判断。UL对产品造成的危害不承担义务。 E.许多本标准的测试由于其固有的危险性, 必须有足够的人身及财产安全防护措施。
简介 1.领域 1.1这些要求包括一次( 不可重复充电) 和二次( 可重复充电) 锂电池。 这些电池包括金属Li或Li合金, 或Li离子, 以及单芯、两个或两个以上多芯串/并联结构的电池组。 1.2这些要求包括技师可更换的和用户可更换的应用。 1.3这些要求目的是降低锂电池在用于产品时着火或爆炸的危险。这些电池能否接受并依赖于她们能否满足所应用的完整产品应符合的要求。 1.4这些要求也倾向于降低用户更换的Li电池因着火或爆炸而对人身造成的危害。 1.5这些要求覆盖含Li量≤5g的技师更换型锂电池, 对于含Li大于5g的锂电池, 即使能满足本规定, 仍需进一步测试和检查以确定是否能够应用。 1.6这些要求覆盖含金属锂≤4g而每个电芯含金属锂≤1g的用户更换型锂电池。电池含金属锂量＞4g或每个电芯金属锂量＞1g需要求做进一步测试和验证以确定能否实际应用。 1.7本要求不包括食入锂电池及其组成物造成的有毒危害,也不包括当电池被切开时对人造成的伤害情况。 1.8产品的某些特征、特性或零部件、材料或整个系统与本标准
再生制动系统简介
再生制动系统简介 1 再生制动的定义 再生制动，是指车辆减速或制动时，将其一部分动能转化为其他形式的能量储存起来以备驱动时使用的过程。制动能量再生系统先将车辆制动或减速时的一部分机械能（动能）经再生系统转换（或转移）成其他形式的能量（旋转动能，液压能，化学能等），并储存于储能器中，同时产生一定的负荷阻力使车辆减速制动；当车辆再次启动或加速时，再生系统又将储存在储能器中的能量转化为车辆行驶时需要的动能（驱动力）。 图1-1 能量再生系统原理简图 在纯电动车或混合动力电动汽车上，只有驱动轴上的制动能量可以沿着与之相连接的驱动系统传送至储能装置，另一部分的制动能量将由非驱动轴上车轮通过摩擦制动而以热的形式散失掉。即使是驱动轴上的制动能量也不能够被完全回收，进行制动能量回收时还受到很多因素的限制，例如电池充电功率的限制，回收功率不能超过电池当前的最大充电功率；电机发电能力的限制，电机制动产生的最大制动转矩不能超过当时转速和功率下电机发电能力，车速较高时电机再生制动扭矩就不能满足大强度制动要求；驱动系布置结构的限制，若电机位置在变速器前，汽车换挡时，从车轮到电机的动力传递被切断，电机不能进行再生制动。 2 国内外研究现状 2.1 国外研究现状 国外对混合动力汽车再生制动的研究已经开展了几十年，研究领域主要集中在以下几个方面： (1) 再生制动过程中整车制动综合建模与仿真； (2) 制动能量分配和再生制动、摩擦制动与ABS 的综合协调控制； (3) 再生制动过程中储能系统、电机/发电机和CVT 的性能及控制方法。 国外对再生制动领域的研究已具有了一定的基础，20 世纪90 年代全球掀起混合动力汽车研究热潮以后，国外在混合动力汽车再生制动系统的研究上取得了比较快的进展。特别是各大汽车公司，已经在量产的混合动力汽车上普遍采用该系统，大大提高了整车的能量利用效率，降低了整车油耗，延长了整车续驶里程。
动力电池测试项目和测试标准
1.测试项目：循环特性(12 C *10Cycle): 测试方式：电池在12± 2C的环境下以的电流进行充放电循环10次，再将电池在常温下标准充放电一次 评价标准：解析结果：负极锂析出状态 2.测试项目：电池倍率放电特性测试 测试方式：池在室温下：①放电：CC下限电压；②休止10min；③充电CC/上限电 压截止④休止5min；⑤放电CC下线电压；⑥休止10min;⑦调整倍率至、 1C、2C重复③?⑥步骤。 评价标准：放电容量，维持率 3.测试项目：电池温度放电特性测试 测试方式：电池在室温下以CC/CV 满充电至上限电压，截止; 然后分别在25C、-20 C、- 10 C、0C、60C的环境下放置2小时后进行放电至下限电压。 评价标准：放电容量，维持率 4.测试项目：60C /7 天储存测试 测试方式：将电池厚度测定后在室温下进行标准充电和放电，再进行满充电，接着将电池在60± 2 C的环境中储存7天，最后在室温下放置2Hr后进行标准放电，记录储存 前后放电容量，试验完成后进行尺寸外观检查。 评价标准：残存容量》80%,外观无漏液。参考项[恢复容量》80%内阻增加比例w 25%], 厚度增加比例w 10% 5.测试项目：常温/30 天储存测试测试方式：将电池厚度测定后在室温下进行标准充电和放电, 再进行满充电,接着将电 池在常温的环境中储存30 天,最后在室温下放置进行标准放电,记录储存前后放电 容量,试验完成后进行尺寸、外观检查。 评价标准：残存容量》90%参考项[恢复容量》95%内阻增加比例w 25%] 6.测试项目：85C*4H 储存测试 测试方式：将电池厚度测定后在室温下进行标准充电和放电,再进行满充电,接着将电池在常温的环境中储存30 天,最后在室温下放置进行标准放电,记录储存前后放电容量,试验完 成后进行尺寸、外观检查。 评价标准：残存容量》90%参考项[恢复容量》95%内阻增加比例w 25%] 7.测试项目：高温高湿测试测试方式：将电池厚度测定后在室温下进行标准充电和放电,再进行满 充电,接着将电 池在60± 2 C /95%RH的环境中储存7Day,最后在室温下放置进行残存放电及回复 放电, 试验完成后进行尺寸外观检查。 评价标准：回复容量》80%外观无漏液、表面无损害。参考项[内阻增加比例w 40%] 8.测试项目：循环(特性测试测试方式：电池在室温下先进行标准充电，之后测定电池厚度，再将电池在室温下以的电流进行充放电循环500 次，充放电之间休止30min ；试验完成后进行厚度检查。 评价标准：放电容量维持率：第1次=100%第500次》80%Cmin厚度增加比例w
纯电动汽车再生制动系统的建模与仿真_张亚军
第32卷 第15期2010年8月 武 汉 理 工 大 学 学 报 JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vo l.32 N o.15 A ug.2010 DOI:10.3963/j.issn.1671-4431.2010.15.022 纯电动汽车再生制动系统的建模与仿真 张亚军,杨盼盼 (长安大学电子与控制工程学院,西安710064) 摘 要: 为提高纯电动汽车的再生制动能量回收率,通过分析制动系统的工作原理,建立了纯电动汽车制动力分配的数学模型,并根据制动强度和储能元件荷电状态的大小,设计了基于模糊逻辑的制动力分配控制策略,以实现制动能量的高效回收利用。结合典型道路循环工况,利用电动汽车仿真软件ADV ISOR2002对制动力分配的模糊控制策略进行了整车运行仿真验证。结果表明,该制动力分配控制策略改善了制动能量回收率,有利于合理利用其有限的能量延长电动汽车的续驶里程。 关键词: 纯电动汽车; 再生制动系统; 制动力分配; 控制策略中图分类号: U 469.72 文献标识码: A 文章编号:1671-4431(2010)15-0090-05 Modeling and S imulation of Regenerative Braking System for Pure Electric Vehicle Z H ANG Ya -j un,YANG Pan -p an (School of Electronic and Contr ol Engineer ing ,Chang .an U niversity,Xi .an 710064,China) Abstract: In or der to enhance the recycling efficiency of reg enerative braking energy for pure electr ic vehicles (PEV ),the br aking system model of P EV is proposed on the basis of analyzing the braking oper at ion principle.T og ether with t he br aking severity and the state of charge (SOC)of energ y storage element,a nov el contro l strateg y of braking force distribution based o n fuzzy log ic is desig ned,which can realize the high efficiency recycling of braking energ y.T he simulat ion of the fuzzy control strategy for br aking force distribution is carried out in typical driving cycle by the electric vehicle simulatio n software A DVI -SOR 2002.T he simulation results show that t he braking force distribution co ntrol strategy can improve the recy cling efficiency of regenerative br aking energ y,and prolong PEV .s driv ing rang e by rational use of the limited energy. Key words: pure electr ic vehicle; regenerativ e braking system; br aking force distribution; control str ategy 收稿日期:2010-02-04.作者简介:张亚军(1982-),男,硕士生.E -mail:zyajun2010@163.co m 电动汽车作为一种新型的交通工具,以其清洁无污染、驱动能量源多样化、能量效率高等优点成为现代汽车的发展趋势[1]。但其续驶里程不足成为阻碍电动汽车商品化的瓶颈,因此,提高电动汽车续驶里程是亟待解决的一个关键问题。再生制动是电动汽车的特有技术,其功能是在保证电动汽车行驶稳定性的前提下,将电动汽车制动时的一部分机械能经再生制动系统转换为电能存储到储能单元中[2] 。因此再生制动对 降低电动汽车的能耗,延长续驶里程,提高其经济性能有重要的作用。文献[3,4]基于制动安全性要求,通过对电动汽车再生制动系统中保留摩擦制动的必要性展开研究,提出了一种新的再生制动控制策略,所提出的控制策略可通过检测电动汽车制动强度的大小,将电动汽车制动时总制动力需求在驱动轮与从动轮之间分配。文献[5]分析了在制动稳定性条件下,电动汽车再生制动系统制动能量回收能力,并从动力学角度建立了驱动轮电气制动力和摩擦制动力制动份额随制动强度变化的模型。但上述文献在分析电动汽车再生制动
电池热管理系统
电池热管理 电池热管理概述 电池热管理系统 (Battery Thermal Management System, BTMS)是电池管理系统（Battery Management System, BMS）的主要功能（电池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电控制、自动均衡、热管理等）之一，通过导热介质、测控单元以及温控设备构成闭环调节系统，使动力电池工作在合适的温度范围之内，以维持其最佳的使用状态，用以保证电池系统的性能和寿命。 电池热管理重要性 电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。 1)电池能量与功率性能：温度较低时，电池的可用容量将迅速发生衰减，在过低温度 下（如低于0°C）对电池进行充电，则可能引发瞬间的电压过充现象，造成内部短路。 2)电池的安全性：生产制造环节的缺陷或使用过程中的不当操作等可能造成电池局部 过热，并进而引起连锁放热反应，最终造成冒烟、起火甚至爆炸等严重的热失控事件。 3)电池使用寿命：电池的适宜温度约在10~30°C之间，过高或过低的温度都将引起 电池寿命的较快衰减。动力电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小，电池内部热量不易散出，更可能出现内部温度不均、局部温升过高等问题，从而进一步加速电池衰减，缩短电池寿命。 电池热管理系统是应对电池的热相关问题，主要功能包括： 1)散热：在电池温度较高时进行有效散热，防止产生热失控事故； 2)预热：在电池温度较低时进行预热，提升电池温度，确保低温下的充电、放电性 能和安全性；
3)温度均衡：减小电池组内的温度差异，抑制局部热区的形成，防止高温位置处电 池过快衰减，以提高电池组整体寿命。 电池热管理方案 电池热管理方案主要分为风冷与液冷两大类，主要侧重于防止电池过热方面： 1.风冷 该技术利用自然风或风机，在电池包一端加装散热风扇，另一端留出通风孔，使空气在电芯的缝隙间加速流动，带走电芯工作时产生的高热量。风冷方案设计主要考虑电池系统结构的设计，风道，风扇的位置及功率的选择，风扇的控制策略等。风冷是以低温空气为介质，利用热的对流，降低电池温度的一种散热方式，分为自然冷却和强制冷却(利用风机等)。 整车中的电池风冷流道
锂电池安全检测标准
UL1642安全标准(锂电池) 前言 本标准含有覆盖UL规定的大类的产品的基本要求。 这些要求基于合理的工程原理，研究和试验结论以及现场经验，并且参考了制造商、用户、检查机构和其它一些有专业经验的机构或人士的意见。 A.遵守本标准的要求是制造商在制造产品时应具备的一个基本条件。 B.产品仅能书面满足本标准条文规定不足以断定满足本标准，比如：当检测和试验时，发现其它特征不满足本标准安全水平的要求。 C.产品采用的材料或结构与本标准技术要求不符的不能认为符合本标准。如果该产品采用的材料或由采用不同于本标准所列的结构形成；但性能可以符合标准要求的，有可能断定符合本标准。 D.UL在执行客户的安全测试要求时，并不承诺为客户的产品负责，UL只是依据当前水平考虑到的一些实际安全限制及要求为产品提供一个专业的判断。UL对产品造成的危害不承担义务。 E.许多本标准的测试由于其固有的危险性，必须有足够的人身及财产安全防护措施。 简介 1. 领域 1.1 这些要求包括一次（不可重复充电）和二次（可重复充电）锂电池。 这些电池包括金属Li或Li合金，或Li离子，以及单芯、两个或两个以上多芯串/并联结构的电池组。 1.2 这些要求包括技师可更换的和用户可更换的应用。 1.3 这些要求目的是降低锂电池在用于产品时着火或爆炸的危险。这些电池能否接受并依赖于他们能否满足所应用的完整产品应符合的要求。 1.4 这些要求也倾向于降低用户更换的Li电池因着火或爆炸而对人身造成的危害。 1.5 这些要求覆盖含Li量≤5g的技师更换型锂电池，对于含Li大于5g的锂电池，即使能满足本规定，仍需进一步测试和检查以确定是否能够应用。 1.6 这些要求覆盖含金属锂≤4g而每个电芯含金属锂≤1g的用户更换型锂电池。电池含金属锂量＞4g或每个电芯金属锂量＞1g需要求做进一步测试和验证以确定能否实际应用。 1.7 本要求不包括食入锂电池及其组成物造成的有毒危害,也不包括当电池被切开时对人造成的伤害情况。 1.8 产品的某些特征、特性或零部件、材料或整个系统与本标准要求的有所不同时，只要包含着火、电击、对人可能造成伤害的应采用适当的附加零部件和终端产品要求进行评估，以保证可接受的安全水平。 2. 概述 2.1 测量总论 2.1.1如果一个测量值后面括号里有另一个值时，第二个值可能仅是大概值，第一个值是要求的数值。 2.2 术语 "Lithium battery(ies)"和"batter(ies)"均包含用户可更换的和技师可更换的锂电池。 3. 总论
动力电池管理系统硬件设计电路图
动力电池管理系统硬件设计电路图 电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车。目前主要有纯电动汽车、混合电动车和燃料电池汽车3种类型。电动汽车目前常用的动力来自于铅酸电池、锂电池、镍氢电池等。 锂电池具有高电池单体电压、高比能量和高能量密度，是当前比能量最高的电池。但正是因为锂电池的能量密度比较高，当发生误用或滥用时，将会引起安全事故。而电池管理系统能够解决这一问题。当电池处在充电过压或者是放电欠压的情况下，管理系统能够自动切断充放电回路，其电量均衡的功能能够保证单节电池的压差维持在一个很小的范围内。此外，还具有过温、过流、剩余电量估测等功能。本文所设计的就是一种基于单片机的电池管理系统。 1电池管理系统硬件构成 针对系统的硬件电路，可分为MCU模块、检测模块、均衡模块。 1.1MCU模块 MCU是系统控制的核心。本文采用的MCU是M68HC08系列的GZ16型号的单片机。该系列所有的MCU均采用增强型M68HC08中央处理器(CP08)。该单片机具有以下特性： (1)8MHz内部总线频率；(2)16KB的内置FLASH存储器；(3)2个16位定时器接口模块；(4)支持1MHz～8MHz晶振的时钟发生器；(5)增强型串行通信接口(ESCI)模块。 1.2检测模块 检测模块中将对电压检测、电流检测和温度检测模块分别进行介绍。 1.2.1电压检测模块 本系统中，单片机将对电池组的整体电压和单节电压进行检测。对于电池组整体电压的检测有2种方法：(1)采用专用的电压检测模块，如霍尔电压传感器；(2)采用精密电阻构建电阻分压电路。采用专用的电压检测模块成本较高，而且还需要特定的电源，过程比较复杂。所以采用分压的电路进行检测。10串锰酸锂电池组电压变化的范围是28V～42V。采用3.9M?赘和300k?赘的电阻进行分压，采集出来的电压信号的变化范围是2V～3V，所对应的AD 转换结果为409和*。 对于单体电池的检测，主要采用飞电容技术。飞电容技术的原理图如图1所示[2]，为电池组后4节的保护电路图，通过四通道的开关阵列可以将后4节电池的任意1节电池的电压采集到单片机中，单片机输出驱动信号，控制MOS管的导通和关断，从而对电池组的充电放电起到保护作用。
列车再生制动方法条件
条件 再生反馈电压必须高于直流牵引电网电压 再生制动能量可被本列车的辅助设备吸收利用，也可提供相邻列车使用 再生制动能量循环利用主要有储能和逆变两种方式:储能所采用的技术主要有蓄电池储能、电容储能、飞轮储能3种;而能量回馈所采用的技术主要是逆变至中压网络和低压网络两类。 (1)蓄电池储能 蓄电池储能系统如图所示，该装置是将制动能量吸收到电池介质中，当供电区间有列车需要取流时，再将所储存的能量释放出去，由于蓄电池本身的特点充放电电流小，瞬间不能大功率充放电，所以该装置体积较大电池处于频繁充放电状态将影响其使用寿命，储能容量相对较少。 （2）飞轮储能型 采用飞轮储能方式的吸收装置由储能飞轮电机、IGBT斩波器、直流快速断路器、电动隔离开关、传感器和控制模块等组成。该装置直接接在变电所正负母线间或接触网和回流轨间，其核心技术是利用核物理工业的物质分离衍生技术而制造的飞轮，该装置设置在真空壳体内，飞轮经过特殊材料和加工工艺制成的轴支撑在底部结构上。
近几年，英国UPT电力公司生产的成熟运营的飞轮储能型产品，在香港电力系统、香港巴士公司、英国、纽约部分地铁均有应用。国内北京大学某实验室有类似的小功率产品研制，但飞轮的机械参数难以达到国外的水平，无法在工程中投入使用。该产品的优点：有效利用了再生制动能量，节能效益好；并可取消(或减少)车载制动电阻，降低车辆自重，提高列车动力性能；直接接在接触网或变电所正负直流母线间，再生电能直接在直流系统内转换，对交流供电系统不会造成影响。该产品的缺点：飞轮是高速转动的机械产品，对制造工艺要求很高，需采用真空环境和特殊轴类制造技术，成本较高。使用寿命是否能满足要求，维护维修是否方便，另外国内无成熟技术和产品等都成为制约其推广的因素。 （3）超级电容储能 以已经投入运行的北京地铁5号线为例简单说明超级电容储能的应用。 当具有再生制动能力的车辆在变电站能量存储系统附近释放能量时，牵引网网压上升，能量存储系统的调节器可探测到这种情况，并将牵引网系统中暂时多余的能量存储到电容器中，使牵引网网压保持在限定范围内。若车辆在变电站能量存储系统附近起动或加速，牵引网网压下降，此时，能量存储系统的调节器将能量从存储系统输送回牵引网系统中，保持牵引网网压稳定。在直流牵引网的空载状态下，能量存储系统从牵引系统吸收一部分能量，通过这种方式可以帮助车辆起动。
动力电池重要全参数定义及测量计算方法
动力电池重要参数定义及测量计算方法 1.概述 本文档的编写主要是为了方便公司内部研发人员更加快速清楚地认识电池的一些重要特性参数及其测量计算方法。主要包括动力电池的荷电状态SOC，电池健康状态SOH，内阻R等。 此文档主要参考了动力电池的国家标准与行业标准，以及网上的一些权威资料信息，同时结合自身工作经验整合编写而成。 2.电池荷电状态SOC及估算方法 2.1 电池荷电状态SOC的定义 电池的荷电状态SOC被用来反映电池的剩余电量情况，其定义为当前可用容量占初始容量的百分比（国标）。 美国先进电池联合会（USABC）的《电动汽车电池实验手册》中将SOC定义如下：在指定的放电倍率下，电池剩余电量与等同条件下额定容量的比值。 SOC=Q O/Q N 日本本田公司的电动汽车（EV Plus）定义SOC如下： SOC = 剩余容量/(额定容量-容量衰减因子) 其中剩余容量=额定容量-净放电量-自放电量-温度补偿 动力电池的剩余电量是影响电动汽车的续驶里程和行驶性能的主要因素，准确的SOC估算可以提高电池的能量效率，延长电池的使用寿命，从而保证电动汽车更好的行驶，同时SOC也是作为电池充放
电控制和电池均衡的重要依据。 实际应用中，我们需要根据电池的可测量值如电压电流结合电池内外界影响因素（温度、寿命等）来实现电池SOC的估算算法。但是SOC受自身内部工作环境和外界多方面因素而呈非线性特性，所以要实现良好的SOC估算算法必须克服这些问题。目前，国内外在电池SOC估算上已经部分实现并运用到工程上，如安时法、内阻法、开路电压法等。这些算法共同特点是易于实现，但是对实际工况中的内外界影响因素缺乏考虑而导致适应性差，难以满足BMS对估算精度不断提高的要求。所以在考虑SOC受到多种因素影响后，一些较为复杂的算法被提出,例如：卡尔曼滤波算法、神经网络算法、模糊估计算法等新型算法，相比于之前的传统算法其计算量大，但精度更高，其中卡尔曼滤波在计算精度和适应性上都有很好的表现。 2.2几种SOC估算算法简介 （1）安时法 安时法又被称为电流积分法，也是计算电池SOC的基础。假设当前电池SOC初始值为SOC0，在经过t时间的充电或放电后SOC为： Q0是电池的额定容量，i(t)是电池充放电电流（放电为正）。 事实上，SOC定义为电池的荷电状态，而电池荷电状态就是电池电流的积分，所以理论上讲安时法是最准确的。同时，它也易于实现，只需测量电池充放电电流和时间，而在实际工程应用时，采用离散化计算公式如下：
再生制动技术
轨道车辆再生制动技术 班级：车辆91 姓名：宋清华 学号：09015017
一、目前我国城市轨道车辆制动方式 城市轨道车辆不同于铁路传统干线客车，它有其自身特殊的性质。铁路传统干线客车属于动力集中牵引形式，牵引动力只能由机车提供，而制动则是由机车和车辆的空气制动机来完成，属于自动式空气制动。并且干线铁路客车运行时停车站间距都比较大（一般情况下普通旅客列车站间距大约在30-70公里，特快旅客列车站间距一般在200-400公里），起动和制动不是很频繁。其能量主要是用来克服列车运行中的阻力。能量利用率较高，降低能量也比较困难。但是城市轨道车辆的运行情况则不然。城市轨道车辆运行的线路一般站间距都很短，一般是一公里至几公里不等。由于站间距短，列车的起动和制动都很频繁。所以，大部分电能是用来提高列车的机械能，而客服列车运行基本阻力的能量所占比率较低。不难看出，由于城市轨道车辆运行的特殊性，其列车制动系统也不能简单的照搬干线铁路客车的制动系统模式。而应该是一套操纵灵活，作用迅速，停车平稳、准确和制动力大的一整套复杂的联合制动系统。为了满足上面提出的要求，近年生产的城市轨道车辆的制动系统都是采用了以电制动为主，空气制动为辅的电空联合制动方式。列车实施常用制动时，首先进入电制动工况，降低列车运行的速度。由于低速时的制动力控制起来较为困难，当列车的速度很低时切除电制动，最后通过空气制动，实现对标停车。而紧急制动时，仅仅是空气制动起作用。其制动模式与高速动车组的制动形式相类似。由于城市轨道车辆是由直流600V、750V或者1500V接触网提供电能而驱动列车的，它的动车装有数台牵引电机，这就为采用电制动提供了基本条件。电制动有再生制动和电阻制动两种形式：再生制动时将列车的动能通过牵引电机（牵引电机工作于发电工况，产生制动转矩）转化成电能，在其反馈电压高于电网电压时，反馈给电网，供给同一供电臂内其他列车使用。当发电机发出的电能电压低于网压或者网压超出额定上限值不允许反馈时，则无法馈送到电网上去，这部分电能则要通过电阻变成热量散失到大气中，这就是电阻制动。可见电阻制动时，能量没有被回收或利用，而是白白散失掉，造成能量的浪费。当列车速度降低到某一速度时，电制动力不能满足制动要求，制动力已经达不到规定的大小，则必须将及时启用空气制动已达到要求。在整个速度范围内，要充分发挥各种制动方式的作用，适应城市轨道车辆的自动控制，并且还需协调配合以获得最佳的制动性能。目前世界成熟的适用于城市轨道车辆的微机控制直通式电空联合制动系统主要有德国knorr和日本的nabco。电制动有许多优点，例如：可回收能量，无机械磨损，无空气污染等，这些对于单