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公开(公告)号：CN107069131B
公开(公告)日：2019-08-02
申请号：CN201611071015.2
申请日：2016-11-29
申请人： 北京交通大学 , 中车长春轨道客车股份有限公司
IPC分类号： H01M10/48
摘要： 本发明公开了一种锂离子电池集总热学参数的辨识方法，是一种基于集总热学等效电路和特殊信号激励的结合数学算法的电池集总热学参数辨识方法，该方法基于电池热学等效电路模拟电池的温升，通过温度变化实验得到该环境下的热学时间常数，根据不同温度下的阻抗建立阻抗与温度的函数关系，施加单一频率与幅值的正弦交流电流确保电池热学模型具有较高的精度。根据电池温升模型和阻抗与温度的函数关系计算电池在特殊激励下的温度变化，经过搜索迭代算法逼近实际测试的电池温度，从而辨识得到电池比热容和热阻。该方法不需要复杂的测试设备，如绝热量热仪、等温量热仪等昂贵的热学测试设备；并具有辨识锂离子电池热学参数简单可靠和工程易于实现等优点。
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公开(公告)号：CN107045105A
公开(公告)日：2017-08-15
申请号：CN201611076522.5
申请日：2016-11-29
申请人： 北京交通大学 , 中车长春轨道客车股份有限公司
IPC分类号： G01R31/36
摘要： 本发明涉及一种锂离子电池组可用能量计算方法。该方法包括如下步骤：S1、检测待测锂离子电池组(均分为n个电池组)中各锂离子电池单体的容量和中值电压，S2、求出任意一个电池组Yj的容量的分布函数；S3、根据分布函数求出Yj的期望值EYj和方差Var(Yj)；S4、计算n个电池组的总容量Qsum的临界值Tn；S5、最后求得n个电池组的总能量En即为待测锂离子电池组可用能量。该方法利用对于同一批次的新锂离子电池或锂离子电池使用工况相同时，锂离子电池参数(容量)往往服从正态分布，因此，通过锂离子电池单体参数(容量)分布计算锂离子电池单体成组后的锂离子电池组可用能量，有利于锂离子电池制造厂商或锂离子电池使用者评价不同电压等级下的锂离子电池成组后的表现。
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公开(公告)号：CN107064800B
公开(公告)日：2019-10-18
申请号：CN201611078237.7
申请日：2016-11-29
申请人： 北京交通大学 , 中车长春轨道客车股份有限公司
IPC分类号： G01R31/367
摘要： 本发明涉及一种锂离子电池剩余使用寿命的实时预测方法。该方法包括如下步骤：建立锂离子电池容量衰退模型；选取合适的锂离子电池容量衰退模型参数的先验分布；选取合适的锂离子电池衰退模型参数的似然函数；基于贝叶斯理论计算锂离子电池容量衰退模型参数的后验分布；推算锂离子电池容量的预测分布；最后计算得到待预测锂离子电池的剩余使用寿命及其置信度。该方法优点在于对锂离子电池的剩余使用寿命预测不存在路径依赖，可以用于估计任意衰退路径下锂离子电池的剩余使用寿命以及预测置信度。该方法预测精度高，运算速度快，可以实现对锂离子电池剩余使用寿命的快速估计，保障车辆的安全可靠运行。
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公开(公告)号：CN107045105B
公开(公告)日：2019-10-18
申请号：CN201611076522.5
申请日：2016-11-29
申请人： 北京交通大学 , 中车长春轨道客车股份有限公司
IPC分类号： G01R31/36
摘要： 本发明涉及一种锂离子电池组可用能量计算方法。该方法包括如下步骤：S1、检测待测锂离子电池组(均分为n个电池组)中各锂离子电池单体的容量和中值电压，S2、求出任意一个电池组Yj的容量的分布函数；S3、根据分布函数求出Yj的期望值EYj和方差Var(Yj)；S4、计算n个电池组的总容量Qsum的临界值Tn；S5、最后求得n个电池组的总能量En即为待测锂离子电池组可用能量。该方法利用对于同一批次的新锂离子电池或锂离子电池使用工况相同时，锂离子电池参数(容量)往往服从正态分布，因此，通过锂离子电池单体参数(容量)分布计算锂离子电池单体成组后的锂离子电池组可用能量，有利于锂离子电池制造厂商或锂离子电池使用者评价不同电压等级下的锂离子电池成组后的表现。
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公开(公告)号：CN107064800A
公开(公告)日：2017-08-18
申请号：CN201611078237.7
申请日：2016-11-29
申请人： 北京交通大学 , 中车长春轨道客车股份有限公司
IPC分类号： G01R31/36
摘要： 本发明涉及一种锂离子电池剩余使用寿命的实时预测方法。该方法包括如下步骤：建立锂离子电池容量衰退模型；选取合适的锂离子电池容量衰退模型参数的先验分布；选取合适的锂离子电池衰退模型参数的似然函数；基于贝叶斯理论计算锂离子电池容量衰退模型参数的后验分布；推算锂离子电池容量的预测分布；最后计算得到待预测锂离子电池的剩余使用寿命及其置信度。该方法优点在于对锂离子电池的剩余使用寿命预测不存在路径依赖，可以用于估计任意衰退路径下锂离子电池的剩余使用寿命以及预测置信度。该方法预测精度高，运算速度快，可以实现对锂离子电池剩余使用寿命的快速估计，保障车辆的安全可靠运行。
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公开(公告)号：CN107039696B
公开(公告)日：2019-04-05
申请号：CN201611077567.4
申请日：2016-11-29
申请人： 北京交通大学 , 中车长春轨道客车股份有限公司
摘要： 本发明属于锂离子电池充电技术领域，具体涉及一种轨道交通用车载储能锂离子电池的优化充电方法。基于锂离子电池循环寿命衰退特性，计算锂离子电池全生命周期内的最大充电电流和充电截止电压，并在此最大充电电流和充电截止电压的约束下，以缩短充电时间和控制电池充电温升为目标，构造优化充电目标函数，使用遗传算法寻找最优充电电流，以平衡减少充电时间和降低充电温升这两个互相矛盾的目标。结果表明，此优化充电电流在保证充电快速性的同时，控制充电过程的极化电压和温升在允许的范围内，保证了充电容量、充电效率和充电安全性和电池寿命。
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公开(公告)号：CN107042762A
公开(公告)日：2017-08-15
申请号：CN201611076224.6
申请日：2016-11-29
申请人： 北京交通大学 , 中车长春轨道客车股份有限公司
摘要： 本发明涉及一种轨道车辆的车载混合储能系统。该系统包括：锂离子电池组模块、超级电容组模块和可重构式牵引变流器模块，可重构式牵引变流器模块包括牵引变流器；该牵引变流器的主电路是在传统牵引变流器的主电路上增加接触器S1、S2、S3、S4、S5和滤波电感L。在列车运行时，超级电容组模块通过牵引变流器为列车提供动力；在列车进站停车时，牵引变流器通过闭合、断开不同的接触器重构为直流‑直流变换器，并通过该变流器将能量从锂离子电池组模块传导至超级电容组模块，为下一站车辆运行所需的能量进行充电。所述轨道车辆的车载混合储能系统不需要额外的直流‑直流变换器，降低了整体系统的造价、空间成本和复杂度等。
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公开(公告)号：CN107042762B
公开(公告)日：2019-12-31
申请号：CN201611076224.6
申请日：2016-11-29
申请人： 北京交通大学 , 中车长春轨道客车股份有限公司
摘要： 本发明涉及一种轨道车辆的车载混合储能系统。该系统包括：锂离子电池组模块、超级电容组模块和可重构式牵引变流器模块，可重构式牵引变流器模块包括牵引变流器；该牵引变流器的主电路是在传统牵引变流器的主电路上增加接触器S1、S2、S3、S4、S5和滤波电感L。在列车运行时，超级电容组模块通过牵引变流器为列车提供动力；在列车进站停车时，牵引变流器通过闭合、断开不同的接触器重构为直流‑直流变换器，并通过该变流器将能量从锂离子电池组模块传导至超级电容组模块，为下一站车辆运行所需的能量进行充电。所述轨道车辆的车载混合储能系统不需要额外的直流‑直流变换器，降低了整体系统的造价、空间成本和复杂度等。
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公开(公告)号：CN107039708B
公开(公告)日：2019-08-02
申请号：CN201611071787.6
申请日：2016-11-29
申请人： 北京交通大学 , 中车长春轨道客车股份有限公司
IPC分类号： H01M10/615 , H01M10/617 , H01M10/625 , H01M10/633 , H02M7/48
摘要： 本发明公开了一种锂离子电池组低温自加热方法，基于对电池寿命影响最小的原则确定兼顾电池老化状态和SOC的最优加热频率范围；设计串联谐振式逆变电路，探索最优的控制策略使逆变电路在电池侧输出目标频率和目标幅值的正弦交流电流；利用谐振式逆变电路输出的正弦交流电流对电池组进行低温自加热，随着电池温度升高，电池内阻逐渐减小，谐振式逆变电路自适应地增大输出电流幅值，增大电池组加热速率，快速将电池组升高到目标温度。本发明具有对低温下锂离子电池组自加热速率快、低温性能改善明显、自加热效率高、对锂离子电池使用寿命无影响和加热温度均匀性好等效果，将促进电动汽车在寒冷地区的推广应用。
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公开(公告)号：CN107069782A
公开(公告)日：2017-08-18
申请号：CN201611078600.5
申请日：2016-11-29
申请人： 北京交通大学 , 中车长春轨道客车股份有限公司
IPC分类号： H02J3/28
摘要： 本发明涉及一种应用于轨道交通车载混合储能系统的容量配置方法。该方法包括：定义重量权重因子(α)和充电能量权重因子(Q)；以列车的牵引工况信息、α、Q、和车载混合储能系统各储能元件参数为输入量，代入车载混合储能系统的能量需求、充电功率需求和放电功率需求的每一个边界条件中，分别输出一个车载混合储能系统总重量的边界值，记录三个边界值中最大值作为本次α和Q分配下实际需要配置的车载混合储能系统总重量；通过优化计算调节α和Q的大小获得最佳容量配置方案。本发明在满足列车牵引需求的同时，以车载混合储能系统的重量作为优化目标，通过优化计算制定出不同类型储能元件耦合的优化容量配置方案，为车载混合储能系统容量配置提供了新的思路。
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