十项技术让电池续航大幅提升
十项技术让电池续航大幅提升
很多市场调查都表明，电池续航时间是消费者最希望智能手机能有所改进的地方之一——如今的绝大多数智能手机依然需要一天一充，而眼看着手机电量跌至20%以下又没带充电器或移动电源是很多人都遭遇过的郁闷经历。与智能手机近年来突飞猛进的发展相比，电池技术在过去十几年乃至数十年内发展得相对缓慢，但是一些突破性技术已经让我们看到了大幅提升手机电池续航能力的希望：
1、半分钟就充满的超快充电器
StoreDot最近发布的超快智能充电系统在业界备受关注——它能在30秒内把一部Galaxy S4手机从零充电至满格，简直令人不可思议。此外，它还能增加电池的充放电循环次数从而延长电池的使用寿命，以此减少消费者的支出和减轻对环境造成的负担。
StoreDot超快充电器采用了非常复杂的技术，短期内还无法走向市场，有可能会在2016年发售。
2、用一台设备给另一台充电
移动电源早已不是新鲜事物，但是一些公司正在把大块电池放进可以使用的电子设备里，从而让它们“兼职”充当移动电源。华硕以PadFone开启了这样的潮流——它的平板电脑部分能给插在上面的手机充电；中兴最近推出的Projector Hotspot内置5000mAh电池，身兼便携微型投影仪、4G LTE移动热点和移动电源三重功能；而华为的Ascend Mate 2具有“反向充电”功能，其4050mAh电池可以为其他设备提供应急充电。
3、能给所有设备充电的大型电池组
5000mAh的电池组只能给一部iPhone 5充电两次，跟Trontium Reactor比真是“小巫见大巫”——这个售价300美元的金属材质大圆筒采用了一项名为“USB Power Delivery”的技术，能通过USB 3.0接口提供100瓦的输出功率，高达290瓦时的充沛电量可以给iPhone充电50次，甚至足够给MacBook Air笔记本电脑充电5次。
Trontium Reactor是首款此类产品，但是我们可以预计，未来的消费电子市场将会出现采用USB Power Delivery技术的其他产品。
4、它不是电池，也不是电容，是超级电容器！
超级电容器是介于常规电池和可充电电池之间的一种“电池”，它们可以快速充电、存储很多电量，然后再以合理的速度放电。这种“电池”不易损坏，而且可以进行数万次充放电循环。我们最近看到了超级电容器电池应用于Blueshift Bamboo音箱——这种音箱几分钟就能完
成充电，然后可以进行6小时的音乐播放。而在2013年，一名18岁的学生在英特尔国际科学与工程大奖赛上展示了一款超级电容器电池，它有望在30秒内给智能手机电池充满电。
5、各种形状、各种尺寸的电池
韩国电子巨头LG的电池业务部门在2013年底谈论了电池技术的进展，其中重点探讨的内容是电池在形状和尺寸上的变化，包括弧形、阶梯形以及线形电池——这些电池旨在最大程度地利用手机内部空间，以及更好地适应智能手表和其他可穿戴设备的造型。
一个早期案例，是LG G2智能手机配备的阶梯形“子母电池”，非同寻常的设计让它增加了16%的储电量并因此将待机时间延长了3小时。
6、利用体温给电子设备充电
韩国的一支研究团队最近开发出了一种微型热电发电装置，它能贴在用户的皮肤上并利用人体与外界环境的温差为电子设备提供源源不断电力，有望在未来用于可穿戴设备。
7、进行了优化的智能软件
高通的Quick Charge 2.0技术不能延长电池的续航时间，但是可以缩短充电所需的时间。骁龙处理器和专门的墙插式充电器都采用了Quick Charge 2.0技术，它能让智能手机电池的充电时间比以前缩短75%，例如充满3300mAh的电池只需96分钟（使用传统充电器需花费270分钟）。该技术的美中不足之处，是手机和充电器都必须标配Quick Charge快充技术，并且不向下兼容。
8、配备太阳能电池板的手机屏幕
如果给智能手机的触控屏幕添加一层太阳能电池板，就有可能在自然或人工光照下让电池电量增加15%。我们在2014年CES消费电子大展上看到了这项技术，并且得知此类电池未来将会大大增强，甚至有望让低功耗电子设备彻底摆脱充电器。这项技术已经被手表制造商豪雅（Tag Heuer）用在了一款奢华智能手机上。
9、亚氨基锂和硅电极电池
当今绝大多数采用电池的电子设备，从智能手机到电动汽车，用的都是锂离子电池。但是，锂离子电池的发展已经接近极限，而多种新型电池正蓄势待发，其中最具吸引力的当属亚氨基锂电池——它可以用硅电极替代目前的石墨电极，优点包括大大增加电池容量、性能更稳定、使用寿命更长，等等。硅电极电池可能会在2014年底应用于消费电子产品。
10、走进房间就开始无线充电
无线充电是我们多年来梦寐以求的东西，虽然市面上已经有了无线充电产品，但是谁又喜欢把手机放在无线充电器上或者套个无线充电壳呢？韩国的科研人员们开发出了一种新型“偶极子线圈共振系统”（DCRS），它能同时对距离5米之内的至多40部智能手机进行充电。这项技术距离进入主流消费电子市场仍需很长时间，但是试想一下：你走进家里之后，手机随便放在什么地方都能自动进行无线充电——这就像Wi-Fi对于互联网的改变一样。
精确计算电池剩余电量
精确计算电池剩余电量 关键字：电池剩余电量测量电流积分电压测量 在当今的高科技时代，移动电话、PDA、笔记本电脑、医疗设备以及测量仪器等便携式设备可谓随处可见。随着便携式应用越来越多的向多样化、专有化、个性化方面发展，有一点却始终未变，那就是所有的便携式设备均靠电池供电。 在对系统的剩余运行时间进行预测的时候，电池可以说是供电环节中最难理解的部分之一。随着便携式应用数量的不断增加，我们需要实现更多的关键性操作，例如利用移动电话进行账户管理、便携式数据记录器必须保留相应的功能以应对完全工作交接、医疗设备必须完整保存需要监控的关键数据等等。 本文将讨论尽可能精确计算剩余电池电量的重要性。令人遗憾的是，仅通过测量某些数据点甚至是电池电压无法达到上述目的。温度、放电速率以及电池老化等众多因素都会影响充电状态。本文将集中讨论一种专利技术，该技术能够帮助设计人员测量锂电池的充电状态以及剩余电量。 现有的电池电量监测方法 目前人们主要使用两种监测方法：一种方法以电流积分(current integration)为基础；而另一种则以电压测量为基础。前者依据一种稳健的思想，即如果对所有电池的充、放电流进行积分，就可以得出剩余电量的大小。当电池刚充好电并且已知是完全充电时，使用电流积分方法效果非常好。这种方法被成功地运用于当今众多的电池电量监测过程中。 但是该方法有其自身的弱点，特别是在电池长期不工作的使用模式下。如果电池在充电后几天都未使用，或者几个充、放电周期都没有充满电，那么由内部化学反应引起的自放电现象就会变得非常明显。目前尚无方法可以测量自放电，所以必须使用一个预定义的方程式对其进行校正。不同的电池模型有不同的自放电速度，这取决于充电状态(SOC)、温度以及电池的充放电循环历史等因素。创建自放电的精确模型需要花费相当长的时间进行数据搜集，即便这样仍不能保证结果的准确性。 该方法还存在另外一个问题，那就是只有在完全充电后立即完全放电，才能够更新总电量值。如果在电池寿命期内进行完全放电的次数很少，那么在电量监测计更新实际电量值以前，电池的真实容量可能已经开始大幅下降。这会导致监测计在这些周期内对可用电量做出过高估计。即使电池电量在给定温度和放电速度下进行了最新的更新，可用电量仍然会随放电速度以及温度的改变而发生变化。
动力电池材料体系及结构选择分析
动力电池材料体系及结构选择分析 材料体系选择分析 1、下表是理论上可以在锂离子电池中应用的正负及材料体系 正极材料(阳灿/^) 200 400 600 800 1000 负极材料比（阳八卜/妒 综合考虑材料体系的安全、成本、能量密度、电性能、原材料的自然界资源储量等条件,目前具备产业化条件，最有可能成为新一代车载动力电池的材料主要分为以下几个体系，1、 2、0^111204/01^11116 3、 4、 5、1^1^11204/1-14115012 几种常用的正极材料的特性以及优缺点分析
700：^3；^1：十2；胞：44； 7^1是材料容量的主要来源，^2^-14； 705在高电位时才能发生反应，^3^44，起到稳定晶体结构的作用； 7―保持44价不变，在―含量偏高时易出现价态变小的趋势，出现十3的\111； ^^的容量要高于尺0从，是目前容量最高的正极材料，其安全性能差是突出的问题；解决层状晶体材料安全性能差的问题主要从以下几个方面入手 ^表面涂层，减少反应活性区域的直接接触(八1203、 ^陶瓷隔膜技术； ^活性低的负极材料 ^正极材料的掺杂改性； 2、1^1^10204 ^成本低，储量丰富； 7能量密度偏低’高温性能差是其主要缺点； 改善高温循环的方法 ^元素掺杂，掺入低价态元素提高锰价态（灰1、^); ^表面修饰，包覆氧化物，减少材料与电解液的接触； ^采用新型电解质盐，0608； ^活性低的负极材料 3、01^？04 7成本低、储量丰富； 7循环性能优良、安全性能优良； 7材料稳定性差、合成过程质量控制困难； ^加工性能差工艺要求高； 7材料电子导电性差、低温性能差、能&密度偏低； 改善电子传导性差的手段 ^元素掺杂与表面包覆扣材料 ^纳米级导电材料、高效分散技术； ^箔材预处理技术； 几种常见的外部包装结构及分析 目前，在传统锂离子电池基础上发展起来的锂离子动力电池呈现出结构多样化，缺乏统一 的标准，而外部的结构对工艺布局有着决定性的影响，目前主流电池在外部封装结构上主 要可分为以下几类： 1、圆柱型电池 2、方型硬壳电池 3、方型软包装电池 几种不同类型结构的优缺点分析 1、圆柱型电池代表厂家（江森自控、八123、531^0、300)0 7工艺成熟度高、生产效率高、过程控制严格，成品率及产品一致性都较其他结构电池 高； 7壳体结构成熟，成本低； 7极片过长，卷绕方向上集流体电流密度分布不均匀，造成内部各部分反应程度不一致；^直径过大，电芯内部产生的热量很难得到快速释放，内部的热量累积，给电池的安全
ups电池使用时间的计算方法
ups电池使用时间的计算方法 市电停电后，UPS是依靠电池储能供电给负载的。标准型UPS本身机内自带电池，在停电后一般可以继续供电几分钟至几十分钟；而长效型UPS配有外置电池组，可以满足用户长时间停电时继续供电的需要，一般长效型UPS满载配置时间可达数小时以上。 一般长效型UPS备用时间主要受电池成成本、安装空间大小以及电池回充时间等因素的限制。一般在电力环境较差、停电较为频繁的地区采用UPS与发电机配合供电的方式。当停电时，UPS先由电池供电一段时间，如停电时间较长，可以起动备用发电机对UPS继续供电，当市电恢复时再切换到市电供电。 电池供电时意主要受负载大小、电池容量、环境温度、电池放电截止电压等因数影响。一般计算机UPS电池供电时间，可以先计算出电池放电电流，然后根据电池放电曲线查处放电时间。电池放电电流可以按以下经验公式计算： 放电电流=UPS容量(VA）×功率因数/(电池放电平均电压×效率）
如果计算实际负载下的电池放电时间，只需将UPS容量换为实际负载容量即可 后备延时电池的配置方法 在UPS电源运行中，如果遇到市电供电中断时，蓄电池必须在用户所预期的一段时间内向逆变器提供足够的直流能源，以便在带额定负载的条件下，其电压不应下降到蓄电池组允许的最低临界放电电压以下。蓄电池的实际可供使用容量与下列等因素有关： ①蓄电池放电电流大小 ②蓄电池环境工作温度 ③蓄电池存储、使用的时间长短 ④负载特性（电阻性、电感性、电容性）及大小只有在考虑上述因素之后，才能正确选择和确定蓄电池的可供使用容量与蓄电池标称容量的比率。决定UPS后备长延时电池容量的重要因素是负荷大小、种类和特性。目前常用的微型机及其配件的负载特性如下表。常见的微机、服务器及其配件的负载特性
如何对电动汽车动力电池散热
目前我国大多数电动汽车都是以锂电池作为动力电池的主要原材料。包括三元锂、磷酸铁锂、锰酸锂和钴酸锂等。而最常用的还是三元锂和磷酸铁锂。三元锂电池能量密度更大、体积小、质量轻，但安全性经常受到怀疑。磷酸铁锂电池虽然能量密度小，却被认为更安全。两种电池材料各有优缺，也正因此才会根据具体的车型和需求采用不同的电池材料。在锂电大数据网看来，在乘用车领域三元锂电池已成为主角，而在客车领域磷酸铁锂电池则更常用。 过动力电池工作电流大，产热量大，同时电池包处于一个相对封闭的环境，就会导致电池的温度上升。这是因为锂电池中的电解质，电解质在锂电池内部起电荷传导作用，没有电解质的电池是无法充放电的电池。目前锂电池大部分是易燃、易挥发的非水溶液组成，这个组成体系相比水溶液电解质组成的电池有更高的比能量和电压输出，符合用户更高的能量需求。因为非水溶液电解质本身易燃、易挥发，浸润在电池内部，也形成了电池的燃烧根源。因此上述两种电池材料的工作温度都不得高于60℃，但现在室外温度已接近40℃，同时电池本身产热量大，将导致电池的工作环境温度上升，而如果出现热失控，情况将十分危险了。
为了避免变成“烧烤”，给电池散热就尤为重要了。 电池包散热有主动和被动两种，两者之间在效率上有很大的差别。被动系统所要求的成本比较低，采取的措施也较简单。主动系统结构相对复杂一些，且需要更大的附加功率，但它的热管理更加有效。 从锂电大数据网得知不同传热介质的散热效果不同，空冷和液冷各有优劣。 采用气体（空气）作为传热介质的主要优点有：结构简单，质量轻，有害气体产生时能有效通风，成本较低；不足之处在于：与电池壁面之间换热系数低，冷却速度慢，效率低。目前应用较多。 采用液体作为传热介质的主要优点有：与电池壁面之间换热系数高，冷却速度快；不足之处在于：密封性要求高，质量相对较大，维修和保养复杂，需要水套、换热器等部件，结构相对复杂。 在实际的电动大巴应用中，由于电池组容量大、体积大，相对来讲功率密度比较低，因此多采用风冷方案。而对于普通乘用车的电池组，其功率密度则要高得多。相应的，它对散热的要求也会更高，所以水冷的方案也更加普遍。 不同的电池包结构传感器会根据测温点和需求来定。温度传感器会被放置在最具代表性、温度变化幅度最大的位置，例如空气的进出口位置以及电池包的中间区域。特别是最高温和最低温处，以及电池包中心热量累积较厉害的区域。这样有助于将电池的温度控制在一个相对安全的环境，避免过热和过冷对电池造成危险。 另外，就是电池隔膜的作用，主要是在狭小空间内将电池正负级板分隔开来，防止两极接触造成短路，却能保证电解液中的离子在正负极之间自由通过。因此隔膜就成了保证锂离子电池安全稳定工作的核心材料。
光伏电站蓄电池容量的计算方法
光伏电站蓄电池容量的计算方法 在确定蓄电池容量时，并不是容量越大越好，一般以20%为限。因为在日照不足时，蓄电池组可能维持在部分充电状态，这种欠充电状态导致电池硫酸化增加，容量降低，寿命缩短。不合理地加大蓄电池容量，加大蓄电池容量，将增加光伏系统的成本。 在独立光伏发电系统中，对蓄电池的要求主要与当地气候和使用方式有关，因此各有不同。例如，标称容量有5h 率、24h 率、72h 率、100h 率、240h 率以及720h 率。每天的放电深度也不相同，南美的秘鲁用于“阳光计划”的蓄电池要求每天40%～50%的中等深度放电，而我国“光明工程”项目有的户用系统使用的电池只进行20%～30%左右的放电深度，日本用于航标灯的蓄电池则为小电流长时间放电。蓄电池又可分为浅循环和深循环两种类型。因此选择太阳能用蓄电池应既要经济又要可靠，不仅要防止在长期阴雨天气时导致电池的储存容量不够，达不到使用目的；又要防止电池容量选择过小，不利于正常供电，并影响其循环使用寿命，从而也限制了光伏发电系统的使用寿命；又要避免容量过大，增加成本，造成浪费。确定蓄电池容量的公式为: a K U L P F D C ????=0 C －蓄电池容量，kW ·h （Ah ）；D －最长无日期间用电时数，h ；F —蓄电池放电效率的修正系数，（通常取1.05）；PO －平均负荷容量，kW ；Ｌ为蓄电池的维修保养率，（通常取0.8）；U 为蓄电池的放电深度（通常取0.5）；Ｋα为包括逆变器等交流回路的损耗率（通常取0.7～0.8）。上式可简化为： C ＝3.75× D ×P0 这是根据平均负荷容量和最长连续无日照时的用电时数算出的蓄电池容量的简便公式。由于蓄电池容量一般以安时数表示，故蓄电池容量应该为： V Wh C Ah C )(1000)(?=' H I Ah C ?=')( C '为蓄电池容量，A ·ｈ；V 为光伏系统的电压等级（系统电压），通常为12V 、24V 、48V 、110V 或220V 。 例如，按宁波太阳能电源有限公司提供的晶体电池组件，对浙江南都电源动力股份有限公司的阀控式密封铅酸蓄电池进行选型。基本要求为：可为400W 的负载连续5天阴雨天的
纯电动汽车动力电池包结构静力分析及优化设计..
纯电动汽车动力电池包结构静力分析及优化设计 摘要：动力电池包作为纯电动汽车的唯一动力源，承受着电池组等模块的质量，因此其强度、刚度必须满足使用要求才可以保证行驶的安全性。在建立其有限元模型的基础上，分析了电池包结构在弯曲工况、紧急制动工况、高速转弯工况、垂直极限工况以及扭转工况下的强度、刚度。分析结果显示，在垂直极限工况下，电池包底板的受力情况最为恶劣，因此对原有模型做出了改进，改变底板加强筋的布置形式。经过相同工况的模拟，发现在力学性能提升的基础上，整体质量得以减轻，实现了轻量化的目标。 关键词：动力电池包有限元法静力分析优化设计 Abstract：As the only power source of pure electrical vehicle，the power battery pack bears the weight of several models such as the battery model. To ensure the safety,the pack’s strength and stiffness must meet the fundamental requirements. This paper mainly analyzed the strength and stiffness under different working conditons on the base of a finite element model. The rsult shows that and the corresponding stress and deformation graphs are obtained.The structure of the battery pack is improved after analyzing the causes of the stress concentration.Also, the performance of the new model is compared with the original one.The results show that the weight of the structure is reduced while the performance of the structure is improved, and the lightweight of the vehicle is realized. Keywords:power battery pack finite element method static structural analysis optimal design
动力电池散热系统研究现状
动力电池散热系统研究现状电动汽车根据能量来源和动力组成的不同，可分为纯电动汽车（EV，Elec-tric Vehicle）、混合动力电动汽车（HEV，Hybrid-Electric Vehicle）和燃料电池电动汽车（FCEV，Fuel Cell Electric Vehicle），图1.1为三种 电动汽车示意图，它们都要涉及电池散热与能量管理问题。动力电池散热系统是用来确保电池组工作在适宜温度范围的整套系统，包括电池箱、传热介质、监测控制设备等部件。动力电池散热系统有如下几项重要功能： 图1.1 电动汽车分类 1）保证电池包内温度均衡，避免电池间的不一致而降低性能。 2）动力电池系统温度过高时的有效散热和通风。 3）有害气体产生时的有效通风。
4）消除因热失控造成的电池失效或爆炸危险。 按照电动汽车散热系统是否受外界环境的影响，可分为主动冷却方式和被动冷却方式。被动冷却方式指自然进风散热，由于受外界环境的影响，只能在一定程度上起到电池散热的作用；而主动冷却方式则能摆脱环境因素的影响，可以保证电池相对适宜的工作温度，是今后设计的趋势。主动冷却方式主要包括强制风冷散热、液冷和相变材料冷却等几种方式。本文研究重点放在电动汽车被动冷却方式和主动冷却方式之一的液冷散热上。 1.1 动力电池空气冷却式散热系统 1.1.1 空气冷却式散热系统工作原理 空气冷却式散热系统采用空气作为换热介质。常见的有两种，第一种被称为被动风冷，直接采用外部空气换热。第二种则为主动风冷，可预先对外部空气进行冷却后再进入动力电池系统。早期许多日韩系的电动车型采用风冷方案。 被动式进风散热通常指不使用任何外部辅助能量，直接利用车速形成的自然风将电池组产生的热量带走，不需要额外的部件，结构简单，成本低，整个散热过程热量的交换以自然对流的方式为主，但是其缺点在于散热效率较低，散热性能无法控制，因此需要对电池表面的散热面进行优化以增大电池的散热面积，或者对自然风的风道进行特殊设计，优化自然风经过电池包的流场。其工作原理如 图1.2所示。 图1.2 被动式风冷系统原理图 日产汽车Leaf的电池包从第一代车型开始采用的就是传统密闭结构的自然冷却系统，如图1.3所示。日产汽车采用了散热性优良的软包型电池，该公司 对实现不需要强制风冷或水冷等有源装置的电池包结构很有信心。 主动式进风散热在散热过程中的热量交换主要依靠强制对流，因此，如果电池模块周围空间允许，可以安装局部散热器或风扇，也可利用辅助的或汽车自带 的蒸发器来提供冷风，其工作原理如图1.4所示。该方法对电池的封装设计要求有所降低，一般用于IP67以下且结构较复杂的电池系统，电池在车上的位置
蓄电池容量计算方法
蓄电池容量计算部分 1、常用的蓄电池容量计算方法 （1）容量换算法（电压控制法） 按事故状态下直流负荷消耗的安时值计算容量，并按事故放电末期或其他不利条件下校验直流母线电压水平。 （2）电流换算法（阶梯负荷法） 按事故状态下直流的负荷电流和放电时间来计算容量。该方法相对于电压控制法，考虑了大电流放电后负荷减小的情况下，电池具有恢复容量的特性，该算法不需在对电池容量进行电压校验。 2、采用容量换算法计算容量 2.1 按持续放电负荷计算蓄电池容量，取电压系数Ku=0.885，则计算的单个电池的放电终止电压为： V （4-1） 蓄电池的计算容量： （4-2） 式中Cc—事故放电容量； Kcc—蓄电池容量系数； Krel—可靠系数，一般取1.40 对于阶梯型负荷，可采用分段计算法计算。以东直门车站为例，各阶段负荷分布如下图所示： 图中： I1=325.27A I2=293.45A I3=46.36A I4=13.64A m1=0.5h m2=0.5h m3=1h m4=2h 80 .1 108 220 885 .0 = ? = Ud cc s rel c K C K C=
在4个不同阶段，任意一个时期的放电容量为： （4-3） 总的负荷容量为： （4-4） 在计算分段ta 内，所需要的蓄电池容量计算值为： （4-5） 其中,容量系数Kcca 按计算分段的时间ta 决定。 通过查图 (GF 型蓄电池放电容量与放电时间的关系曲线)，对应于事故时间4小时和放电终止电压1.80V ，得出容量系数 Kcc=0.77。 分别计算n 个分段的蓄电池计算容量，然后按照其中最大者选择蓄电池，则蓄电池的容量为： (4-6) 2.2 放电电压水平的校验 (1)持续放电电压水平的校验。事故放电末期，电压将降到最低，校验是否符合要求的方法如下： 事故放电期间蓄电池的放电系数 (4-7) 式中，Cs —事故放电容量（Ah ），t —事故放电时间 通过计算出来的K 值和对应的事故放电时间，可以通过蓄电池的冲击放电曲线，求出单只电池的电压，再乘以蓄电池只数，得到蓄电池整组电压，该电压值应大于198V 。 (2)冲击放电电压水平的校验。 冲击放电过程中，放电时间极短，放电电流较大。尽管消耗电量较少，但对电压影响较大。所以，按持续放电算出蓄电池容量后，还应校验事故放电初期、末期及其他放电阶段中，在可能的大冲击放电电流作用下蓄电池组的电压水平。 mi i mi t I C =n a a i mi sa C C ...2,11 |==∑=n a Kcca KrelCsa Cca ...2,1|== Cca n a Cc max 1 =≥10 tC KrelCs K =
电池容量的计算
电池,充电器技术学习交流,求助-> 锂电池容量计算的电压法 一.首先几个概念解释: 1.OCV:open circuit voltage的缩写,开路电压. 2.锂离子电池:本篇讨论的是目前手机上普遍采用的以4.2V恒压限制充电的单节锂离子电池. 3.mAh:电池容量的计量单位,实际就是电池中可以释放为外部使用的电子的总数. 折合物理上的标准的单位就是大家熟悉的库仑. 库仑的国际标准单位为电流乘于时间的安培秒. 1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6库仑 mAh不是标准单位,但是这个单位可以很方便的用于计量和计算. 比如一颗900mAh的电池可以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力. 4.fuel gauging:电量计量,原意是油量计量,后在电化学上被引用为电量计量的意思. 最科学的并且是最原始的电池的电量计量方法是对流经的电子流量的统计.即库仑计(coulomb count). ★要想获得锂离子电池的电量使用的正确情况,只有用库仑计.就象大家家里面的水量计量用的水表的作用原理.要计算流经的电荷的多少才能获得锂离子电池的电量使用情况. 二.电压与容量的关系 但是锂离子电池有一个对电量计量很有用的特性,就是在放电的时候,电池电压随电量的流逝会逐渐降低,并且有相当大的斜率.这就提供给我们另外一种近似的电量计量途径.取电池电压的方法.就好像测量水箱里面的水面高度可以大概估计剩余的水量这个道理一样.但是实际上电池的电压比水箱里面的平静的水面高度测量要复杂的多. 用电压来估计电池的剩余容量有以下几个不稳定性: 1.同一个电池,在同等剩余容量的情况下,电压值因放电电流的大小而变化. 放电电流越大,电压越低.在没有电流的情况下,电压最高. 2.环境温度对电池电压的影响, 温度越低,同等容量电池电压越低. 3.循环对电池放电平台的影响, 随着循环的进行,锂离子电池的放电平台趋于恶化.放电平台降低.所以相同电压所代表的容量也相应变化了. 4.不同厂家,不同容量的锂离子电池,其放电的平台略有差异. 5.不同类型的电极材料的锂离子电池,放电平台有较大差异.钴锂和锰锂的放电平台就完全不同. 以上这些都会造成电压的波动和电压的差异,使电池的容量显示变的不稳定 ★★一台手机上用电压计量电池容量时,因为手机不可能一直处于小电流的待机状态.暂时的大电流的损耗,比如开背光,放铃声,特别是通过,都会造成电池电压很快降低.此时手机显示的容量要降低得比实际容量降低更多.而当大电流撤掉以后,电池的电压会回升.这就会造成手机容量显示反而上升这种不合理的现象. 三.电池电压对电池容量的表格 说了这么多,下面给出一个标准的电压对电池剩余容量的表格(左侧) 以及大电流恒流放电是电池电压对容量的表格(右侧) 标准条件描述: 1.室温 2.新的电池 3.完全充饱以后进行GSM模拟放电 4.测量电池电压时,关断放电回路,测量电池开路电压.排除放电电流对电压的影响. 5.选用钴锂的电池,因为目前手机上大多选用的是钴锂.锰锂很少. 大电流恒流放电条件描述:
动力电池结构简介
动力电池系统简介
术语解释 缩略语描述 BMS电池管理系统Battery Management System CSC电池监控单元Cell Supervision Circuit BMU电池管理单元Battery Management Unit TCB温度控制板Temperature Control Board PDM功率分配模块Power Distribution Module BPM后备电源模块Backup Power Module CAN控制器局域网Controller Area Network SOC荷电状态State of Charge SOH健康状态State of Health NTC负温度系数Negative Temperature Coefficient A-CAN BMU与整车HCU通信所使用的CAN C-CAN BUM与CSC通讯所使用的CAN CH-CAN BMU与充电机通讯所使用的CAN MSD维护开关Manual Service Disconnect
动力电池系统构成 01 0302 04 电池箱高压盒 热管理附件 高低压线束
电池箱在整车中的位置（大巴示例） 1.底盘上表面（最常见） 2.尾部正后方（最常见） 3.尾部侧面（常见） 4.顶部（不常见）
电池箱 1.高压连接器正 2.高压连接器负 3.加热输出 4.加热输入 5.低压输入 6.低压输出 7.维护开关（MSD）插座 8.气压平衡阀（上盖） 9.工装挂钩 10.警示标识（踩踏、触摸高压）
气压平衡阀 平衡阀外侧平衡阀内侧
蓄电池容量计算方法之令狐文艳创作
蓄电池容量计算部分 令狐文艳 1、常用的蓄电池容量计算方法 （1）容量换算法（电压控制法） 按事故状态下直流负荷消耗的安时值计算容量，并按事故放电末期或其他不利条件下校验直流母线电压水平。 （2）电流换算法（阶梯负荷法） 按事故状态下直流的负荷电流和放电时间来计算容量。该方法相对于电压控制法，考虑了大电流放电后负荷减小的情况下，电池具有恢复容量的特性，该算法不需在对电池容量进行电压校验。 2、采用容量换算法计算容量 2.1 按持续放电负荷计算蓄电池容量，取电压系数Ku=0.885，则计算的单个电池的放电终止电压为： V （4-1） 蓄电池的计算容量： （4-2） 式中 Cc —事故放电容量； Kcc —蓄电池容量系数； Krel —可靠系数，一般取1.40 80.1108 220885.0=?=Ud cc s rel c K C K C =
I1=325.27A I2=293.45A I3=46.36A I4=13.64A m1=0.5h m2=0.5h m3=1h m4=2h 在4个不同阶段，任意一个时期的放电容量为： （4-3） 总的负荷容量为： （4-4） 在计算分段ta 内，所需要的蓄电池容量计算值为： （4-5） 其中,容量系数Kcca 按计算分段的时间ta 决定。 通过查图 (GF 型蓄电池放电容量与放电时间的关系曲线)，对应于事故时间4小时和放电终止电压1.80V ，得出容量系数 Kcc=0.77。 分别计算n 个分段的蓄电池计算容量，然后按照其中最大者 mi i mi t I C =n
选择蓄电池，则蓄电池的容量为： (4-6) 2.2 放电电压水平的校验 (1)持续放电电压水平的校验。事故放电末期，电压将降到最低，校验是否符合要求的方法如下： 事故放电期间蓄电池的放电系数 (4-7) 式中，Cs —事故放电容量（Ah ），t —事故放电时间 通过计算出来的K 值和对应的事故放电时间，可以通过蓄电池的冲击放电曲线，求出单只电池的电压，再乘以蓄电池只数，得到蓄电池整组电压，该电压值应大于198V 。 (2)冲击放电电压水平的校验。 冲击放电过程中，放电时间极短，放电电流较大。尽管消耗电量较少，但对电压影响较大。所以，按持续放电算出蓄电池容量后，还应校验事故放电初期、末期及其他放电阶段中，在可能的大冲击放电电流作用下蓄电池组的电压水平。 ①事故放电初期，电压水平的校验 事故放电初期的冲击系数为 (4-8) 式中，Krel —可靠性系数，一般取１.1 I ch0—事故放电初期的放电电流，(A) 10 tC KrelCs K
电池理论电容量的计算
文献上说该材料的理论电容量是多少mA h/g 下面给出理论计算方法： 1mol正极材料Li离子完全脱嵌时转移的电量为96500C（96500C/mol是法拉第常数） 由单位知mAh/g指每克电极材料理论上放出的电量：1mA?h＝1×（10**－3）安培×3600秒＝3.6C 以磷酸锂铁电池LiFePO4为例： LiFePO4的分子量是157.756g/mol, 所以他的理论电容量是 96500/157.756/3.6=170 mA h/g 关于法拉第常数 法拉第常数（F）是近代科学研究中重要的物理常数，代表每摩尔电子所携带的电荷，单位C/mol，它是阿伏伽德罗数 NA=6.02214?1023mol‐1与元电荷e=1.602176?10‐19 C的积。尤其在确定一个物质带有多少离子或者电子时这个常数非常重要。法拉第常数以麦可?法拉第命名，法拉第的研究工作对这个常数的确定有决定性的意义。 一般认为此值是96485.3383±0.0083C/mol，此值是由美国国家标准局所依据的电解实验得到的，也被认为最具有权威性。 最早法拉第常数是在推导阿伏伽德罗数时通过测量电镀时的电流强度和电镀沉积下来的银的量计算出来的。 在物理学和化学，尤其在电化学中法拉第常数是一个重要的常数。它是一个基本常数，其值只随其单位变化。在电解、电镀、燃料电池和电池等涉及到物质与它们的电荷的工艺中法拉第常数都是一个非常重要的常数。因此它也是一个非常重要的技术常数。 在计算每摩尔物质的能量变化时也需要法拉第常数，一个例子是计算一摩尔电子在电压变化时获得或者释放出的能量。在实际应用中法拉第常数用来计算一般的反应系数，比如将电压演算为自由能。
(完整word版)电动汽车动力电池仓结构设计 开题报告
本科生毕业设计开题报告 题目：电动汽车动力电池仓结构设计 —电池模块包装设计 学号 姓名 指导教师 院系 专业
开题报告 《电动汽车动力电池仓结构设计——电池模块结构设计》 一、选题背景与文献综述 1.选题背景 近年来，我国的汽车行业发展迅速，已成为世界第四大汽车生产国和第三大汽车消费国。根据国务院发展研究中心估计，2020 年将达到 1.4亿辆，机动车的燃油需求为2.56 亿吨，为当年全国石油总需求的57%。 我国的石油资源短缺，目前石油进口量以每年两位数字的百分比增长，2010 年进口依存度接近50%。 新能源汽车的发展方向有多种，但其中之一的氢燃料电池技术不成熟，成本昂贵，是20年之后的技术。另外就主要采用甲醇、乙醇等低成本液体燃料的技术来说，由于大量采用玉米、粮食作为原料，导致全球粮价连续上升，这也不可能成为中国的技术选择。还有一种燃料技术清洁柴油，即含硫量低的柴油(含硫量低于350ppm的柴油)，使用能使动力平均比汽油机节约30％的能源。不过因为国内的柴油品质不佳，频繁的油荒总是从柴油开始，此外柴油得不到国家政策支持。因此大力发展新能源汽车，用电代油，是保证我国能源安全的战略措施。因此大力发展新能源汽车是实现我国能源安全、环境保护以及中国汽车工业实现跨越式、可持续发展的需要。从技术发展成熟程度和中国国情来看，纯电动汽车应是大力推广的发展方向，而混合动力作为大面积充电网络还没建立起来之前的过渡技术。今年中外车厂都先后推出了混和动力和纯电动汽车。 目前电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善，尤其是动力电源（电池）的寿命短，使用成本高。电池的储能量小，一次充电后行驶里程不理想，电动车的价格较贵。但从发展的角度看，随着科技的进步，投入相应的人力物力，电动汽车的问题会逐步得到解决。扬长避短，电动汽车会逐渐普及，其价格和使用成本必然会降低。而锂离子电池被称为性能最为优越的可充电电池，号称“终极电池”，受到市场的广泛青睐。随着手机、笔记
电池电量计的原理与计算
[推荐]电池电量计的原理与计算 充电电池容量估算方法 在多数便携应用中，都需要随时了解电池剩余容量以估算电池使用时间。 图1 简化的电池电量计框图 最早应用的方法是通过监视电池开路电压来获得剩余容量。这是因为电池端电压和剩余容量之间有一个确定的关系，测量电池端电压即可估算其剩余容量。这种方法的局限是：1）对于不同厂商生产的电池，其开路电压与容量之间的关系各不相同。2）只有通过测量电池空载时的开路电压才能获得相对准确的结果，但是大多数应用都需要在运行中了解电池的剩余容量，此时负载电流在内阻上产生的压降将会影响开路电压测量精度。而电池内阻的离散性很大，且随着电池老化这种离散性将变得更大，因此要补偿该压降带来的误差将十分困难。综上所述，通过开路电压来实时估算电池剩余容量的方法在实际应用中无法达到足够的精度，只能提供一个大致的参考值。 另一种大量应用的方法是通过测量流入/流出电池的净电荷来估算电池剩余容量。这种方法对流入/流出电池的总电流进行积分，得到的净电荷数即为剩余容量。电池容量可以预置，也可在后续的完整充电周期中进行学习。在补偿电池自放电、不同温度下的容量变化等因素后，这种方法可以获得令人满意的精度，因此广泛运用于笔记本电脑等高端应用中。 电池电量计工作原理 电池电量计对流入/流出电池的总电流持续进行积分，并将积分得到的净电荷数作为剩余容量。 简化的电池电量计如图1所示。其中，R SNS为mΩ级检流电阻，R L为负载电阻。电池通过开关、R SNS对R L放电时的电流I O在R SNS两端产生的压降为V S(t)=I O(t)×R SNS。电量计持续检测R SNS两端的压差V S，并
电池计算公式
估算法 1、计算蓄电池的最大放电电流值： I最大=Pcos巾/ （n*E临界*N） 注：P T UPS电源的标称输出功率 cos ? T UPS电源的输出功率因数 n T UPS逆变器的效率 E临界T蓄电池组的临界放电电压（12V电池约为10.5V , 2V电池约为 1.75V ） N T每组电池的数量 2、根据所选的蓄电池组的后备时间，查出所需的电池组的放电速率值C,然后根据： 电池组的标称容量=I最大/C 计算出电池的标称容量。 3、由于使用E临界一一电池的最低临界放电电压值，所以会导致所要求的电池组的标称容 量偏大的局面。按目前的使用经验，实际电池组的实际容量可按下面公式计算：实际电池容量（AH）=电池组的标称容量*0.75
5、修正 UPS 系统实际电池容量计算方法： 实际电池容量( AH )=功率*功率因数 *0.75/ UPS 逆变器的效率 /蓄电池组的临界放电电压/ 每组电池的数量 /放电速率 例如： 本方案 UPS 系统后备时间所需电池容量计算： 3KVA UPS 系统单机满负载后备时间为 8 小时。 注：功率 =3KVA ；功率因数 =0.8 ；UPS 逆变器的效率 =0.9 ；蓄电池组的临界放电电压 =10.5 ；每组电池的数量 =4； 8 小时放电速率 =0.12C ； ?本方案3KVAUPS 满载延时8小时所需电池容量 =3000 >0.8 >0.75电9 H0.5詔弋.12疋 396.83AH 综合上述计算，本方案配置的实际电池容量选定为400AH ,即4组共计16节12V100AH 电池。 采用恒功率法 (查表法) 这种方法比较简便，根据蓄电池恒功率放电参数可以快速准确地选出蓄电池的型号。 该方法是能量守恒定律的体现，蓄电池提供的功等于后者稍大于负荷消耗功。即： W 负荷w K*Pnc , P 负荷w P(W) 首先计算在后备时间内，每个 2v 单体电池至少应向 UPS 提供的功率 Pnc。 计算公式： 已知 P (W) ={P (VA) *Pf}/ n；Pnc=P (W) / (N*n*K ) 所以：Pnc={P (VA) *Pf}/ (n*N*n*K )
锂离子电池容量计算之电压法
锂离子电池容量计算之 电压法 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
锂离子电池容量计算之电压法 锂离子电池开路电压与电池容量的对应关系分析 先给出一个表格:如下,百分比是电池的剩余容量,右侧是对应的电池的开路电压(OCV). 100%----4.20V 90%-----4.06V 80%-----3.98V 70%-----3.92V 60%-----3.87V 50%-----3.82V 40%-----3.79V 30%-----3.77V 20%-----3.74V 10%-----3.68V 5%------3.45V 0%------3.00V 以前发过一个"如何判断电池的剩余容量",写得不够详细,且数据不够精确. 此次整理了一下试验数据,作为上篇文章的更新. 以下是这个表格的来龙去脉. 〓〓〓〓〓〓〓〓 一.首先几个概念解释: 1.OCV:open circuit voltage的缩写,开路电压. 2.锂离子电池:本篇讨论的是目前手机上普遍采用的以4.2V恒压限制充电的单节锂离子电池. 3.mAh:电池容量的计量单位,实际就是电池中可以释放为外部使用的电子的总数. 折合物理上的标准的单位就是大家熟悉的库仑. 库仑的国际标准单位为电流乘于时间的安培秒. 1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6库仑 mAh不是标准单位,但是这个单位可以很方便的用于计量和计算. 比如一颗900mAh的电池可以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力. 4.fuel gauging:电量计量,原意是油量计量,后在电化学上被引用为电量计量的意思. 最科学的并且是最原始的电池的电量计量方法是对流经的电子流
新能源汽车动力电池成本结构分析
新能源汽车动力电池成本结构分析前言：新能源车的发展既有赖于政策的推动，也需要动力电池持续降本的支持，本文档着重研究了动力电池的成本结构。 导读：新能源车的发展既有赖于政策的推动，也需要动力电池持续降本的支持，本周专题我们研究了动力电池的成本结构。我们在动力电池成本模型里将PACK 成本拆分成材料成本和生产成本，其中材料成本又包括电芯材料、模组材料及PACK 材料，生产成本包括人力成本、折旧及其他制造费用。我们参考ANL 的成本测算模型，选取方形电池进行成本拆分。据我们测算，在仅考虑电芯的情况下，目前三元523 和磷酸铁锂电芯的度电成本分别为486.96 和374.44 元/kWh，在考虑模组、PACK 及电池系统的情况下，目前三元523 和磷酸铁锂电池系统的总度电成本分别为724.91 和612.40 元/kWh。（注：本测算以提供模型思路为主，具体数值与实际情况可能存在偏差） 锂电池根据应用领域的不同分为动力电池、储能电池和消费电子电池，不同类型锂电池的成本构成自然不同，本篇报告主要讲述应用最广泛的动力电池成本结构。动力电池在不同的正负极材料下其成本有一定差别，整体来看材料成本占比较大，人工成本、折旧及其他制造费用占比较小，而材料成本则主要以正负极材料、隔膜、电解液和组件为主。我们在动力电池成本模型里将PACK 成本拆分成材料成本和生产成本，其中材料成本又包括电芯材料、模组材料及PACK 材料，生产成本包括人力成本、折旧及其他制造费用。我们参考ANL 的成本测算模型，选取方形电池进行成本拆分。
我们假设单车带电量60kWh，包括1 个电池包，20 个模组和240 个电芯，以上假设主要用于测算模组和PACK 组件成本。我们选取三元动力锂电池523 型和磷酸铁锂电池作为研究对象进行分析比较。参考当升科技公告数据，我们假设三元（523）正极材料实际克容量为157mAh/g。参考国轩高科和丰元股份公告数据，目前国内磷酸铁锂正极材料实际克容量基本已经达到150mAh/g，我们取145mAh/g 的平均水平作为磷酸铁锂正极材料实际克容量假设。参考杉杉股份公告数据，我们假设负极活性材料（人造石墨）实际克容量为350 mAh/g。 1、正极材料 正极材料包括正极活性材料、正极用碳添加剂（导电剂）、正极粘合剂、正极集流体（铝箔）和正极组件正极端子。据我们测算，目前三元523 正极活性材料、导电剂、粘合剂、铝箔、正极端子度电成本分别为195.25、 1.81、5.42、6.08、6.53 元/kWh，磷酸铁锂电池分别为73.59、 2.19、
UPS电池容量的计算方法..
UPS电池容量的计算方法 一般UPS配置以一下公式计算: UPS电源视在功率(VA)×功率因素×延时时长(小时数)÷UPS电源启动直流电压÷逆变器效率=所需电池安时数(AH) 功率因数一般取0.8，逆变器效率一般取0.9，UPS电源启动直流电压根据不同型号而不同。 计算出了所需的安时数后，再根据UPS启动直流电压和实际使用的电池的安时数决定电池进行串联和并联。 例如：电池安时数=60000×0.8×0.5÷192÷0.9=138.88AH UPS/EPS电池时间计算方法 一、UPS电池时间计算方法 计算蓄电池的最大放电电流值： I最大=Pcosф/（η*E临界*N） 注：P →UPS电源的标称输出功率 cosф→UPS电源的输出功率因数（UPS一般为0.8） η→UPS逆变器的效率，一般为0.88~0.94（实际计算中可以取0.9） E临界→蓄电池组的临界放电电压（12V电池约为10.5V，2V电池约为1.7V） N →每组电池的数量 根据所选的蓄电池组的后备时间，查出所需的电池组的放电速率值C，然后根据：电池组的标称容量= I最大/C 时间与放电速率C 30分钟 60分钟 90分钟 120分钟 180分钟 0.92 0.61 0.5 0.42 0.29 例如 P=300KVA延时30分钟 逆变器启动电压：U=360 电池额定电压：U1=12V 每组电池数量：N=U÷U1=360÷12=30节 电池的最大放电电流：Imax=P×cosф÷（η×N×E） =300000VA×0.8÷（0.9×30×10.5） =846A 电池组的标称容量= 846÷0.92=919AH 电池组的总容量=919AH×30节×12V=330840AH 需要用电池150AH 30节6组，电池柜6个，尺寸800*900*2000 300KVA UPS尺寸为1800*1250*1800 电池放出容量=负载的有功功率×支持时间/(电池电压×UPS逆变效率) =300000×0.8*0.5/(360*0.9)
动力电池系统设计讲解
深入浅出史上最易懂的动力电池系统 设计讲解 2 [摘要]动力电池系统设计要以满足整车的动力要求和其他设计为前提，同时要考虑电池系统自身的内部结构和安全及管理设计等方面。 动力电池系统指用来给电动汽车的驱动提供能量的一种能量储存装置，由一个或多个电池包以及电池管理（控制）系统组成。动力电池系统设计要以满足整车的动力要求和其他设计为前提，同时要考虑电池系统自身的内部结构和安全及管理设计等方面。 比如整车厂会针对要设计的整车，在考虑安全设计、线束连接线设计、接插件设计等相关要求后，形成一个有限的动力电池系统空间大小。然后在有限的空间约束下，进行电池模组、电池管理系统、热管理系统、高压系统等布置，保证电池单体及模块均匀散热，保证电池的一致性，提高电池系统的寿命与安全。设计时要考虑到的一些整体和通用性原则包括安全性好、高比能量、高比功率、温度适应性强、使用寿命长、安装维护性强、综合成本低等。
一种典型的动力电池系统 由于不同种类电动汽车的结构和工作模式的不同，导致对动力电池的性能要求也不一样。纯电动汽车行驶完全依赖于动力电池系统的能量，电池系统容量越大，可以续航里程越长，但所需电池系统的体积和重量也越大。虽然混合动力汽车对动力电池系统的容量要求比纯电动汽车要低，但要能够在某些时候提供较大的瞬时功率。而串联式和并联式混合动力汽车对电池系统的要求又有所区别。 因此动力电池系统的设计流程一般如下：（1）先确定整车的设计要求；（2）然后确定车辆的功率及能量要求（3）选择所能匹配合适的电芯（4）确定电池模块的组合结构形式（5）确定电池管理系统设计及热管理系统设计要求（6）仿真模拟及具体试验验证。