試論鋰離子電池材料研究進(jìn)展

22/22HYPERLINK"/"本文由隨風(fēng)而動(dòng)1989貢獻(xiàn)doc文檔可能在WAP端掃瞄體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。鋰離子電池材料研究進(jìn)展綜述了最近幾年來(lái)鋰離子電池相關(guān)材料的研究.鋰離子電池相關(guān)材料要緊包括:①正極材料,要緊有LiCoO2、LiMn2O4和LiNiO2等;②負(fù)極材料,要緊有焦炭、石墨等;③電解質(zhì)材料,要緊包括鋰鹽、有機(jī)溶劑和添加劑等.作者：莊全超武山劉文元陸兆達(dá)作者單位：西北核技術(shù)研究所,陜西,西安,710024刊名：電池ISTICPKU英文刊名：BATTERYBIMONTHLY年，卷(期)：200333(2)分類號(hào)：TM912.9關(guān)鍵詞：調(diào):鋰離子電池正極負(fù)極有機(jī)電解液材料機(jī)標(biāo)分類號(hào)：TM2TB3機(jī)標(biāo)關(guān)鍵詞：鋰離子電池材料研究相關(guān)材料電解質(zhì)材料正極材料有機(jī)溶劑負(fù)極材料添加劑石墨鋰鹽焦炭基金項(xiàng)目：DOI：參考文獻(xiàn)(29條)任旭梅.吳川.何國(guó)蓉.李漢軍.吳鋒.王國(guó)慶.陳實(shí)鋰離子電池正負(fù)極材料研究進(jìn)展[期刊論文]-化學(xué)研究與應(yīng)用2000(4)周恒輝.慈云祥.劉昌炎鋰離子電池電極材料研究進(jìn)展[期刊論文]-化學(xué)進(jìn)展1998(1)徐仲榆.蘇玉長(zhǎng).王要武鋰錳氧材料在充放電過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變化2000(3)吳曉梅鋰離子電池陰極材料尖晶石結(jié)構(gòu)Li1+xMn2-xO4的研究[期刊論文]-電化學(xué)1998(4)唐致遠(yuǎn).李建剛.薛建軍鋰電池正極材料LiMn2O2的改性與循環(huán)壽命2000(8)李春鴻鋰離子二次電池1996(6)曹志東鋰離子電池負(fù)極熱解碳材料的研究[期刊論文]-復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)1999(1)CHUNGG.KimH.YuSOriginofgraphiteexfoliationaninvestigationoftheimportantroleofsolventcointercalation2000(12)JeongS.InabaM.MogiRSurfacefilmformationonagraphitenegativeelectrodeinlithium-ionbatteries:atomicforcemicroscopystudyontheeffectsoffilm-formingadditivesinpropylenecarbonatesolutions2001(17)ShuZX.McmillanRS.MurrayJJEffectsof12crown4ontheelectrochemicalintercalationoflithiumintographiteAurbachD.ZabanA.SchargeableAThestudyofelectrolytesolutionsbasedonethyleneanddiethylcarbonatesforrechargeableLibatteries1995(9)Aurbach.MarkovskyB.WeissmanIOnthecorrelationbetweensurfacechemistryandperformanceofgraphitenegativeelectrodesforLiionbatteries1999馬樹(shù)華鋰離子電池負(fù)極碳材料的表面改性與修飾Ⅱ.具有“核殼”結(jié)構(gòu)的碳及其對(duì)電池性能的阻礙[期刊論文]-電化學(xué)1997(1)馬樹(shù)華鋰離子電池負(fù)極碳材料的表面改性與修飾Ⅲ.人工施加的固體電解質(zhì)膜對(duì)鋰碳負(fù)極電池性能的改善[期刊論文]-電化學(xué)1997(3)LarryJK.WilliamL.SummerfieldJCorrosionofaluminumathighvoltagesinnon-aqueouselectrolytescontainingperfluoroalkylsulfonylithiumsaltsforLi-ioncells1997(2)ArmandMB.ElKadiriC.MoursliFBisperhalogenoacy1-orsulfony1-imidesofconductorelementsforelectrochemicalgenerators1985DomineyLA.KochVU.BlakleyTJThermallystablelithiumsaltsforploymerelectrolytes1992XianmingW.EikiY.ShigeakiKElectrochemicalpropertiesoftetrahydroppyran-basedternaryelectrolytesfor4Vlithiummetalrechargeablebatteries2002SartoriP.LgnatyevNLithiumfluorophosphateandtheiruseasconductingsalts2001FusajiK.HideoS.AriraKElectronicstructuresandelectrochemicalpropertiesofLiPF6-n(CF3)n2001YokoyanaK.SasanoT.HiwaraAFluorine-substitutedcycliccarbonateelectrolyticsolutionandbatterycontainingthesame2000AraiJ.KatayamaH.AkahoshiHBinarymixedsolventelectrolytescontainingtrifluoropropylenecarbonateforlithiumsecondarybatteries2002(2)WANGX.YasukawaE.KasuyaSNonflammabletrimethylphosphatesolvent-containingelectrolytesforlithium-ionbatteries(Ⅱ)theuseofanAmorphouscarbonanode2002(2)WANGX.YasukawaE.KasuyaSNonflammabletrimethylphosphatesolvent-containingelectrolytesforlithium-ionbatteries(])fundamentalproperties)fundamentalproperties2001(10)BesehardJO.WagnerMW.WinterMInorgamicfilm-formingelectrolyteadditivesimprovingthecycingbehaviurofmetalliclithiumelectrodesandtheself-dischargeofcarbon-lithiumelectrodes1993NealM.GolovinDWP.JamesTApplicationsofmetallocenesinrechargeablelithiumbatteriesforoverchargeprotection1992(1)AbrahamKM.PasyuarielloDM.WillstandEBN-Butyferrocenceforoverchargeprotectionofsecondarylithiumbatteries1990(6)ChaCS.AiXP.YangHXPloypyridinecomplexesofironusedasredoxshuttlesforoverchargeprotectionofsecondarylithiumbatteries1995(2)AdachiM.TanakaK.SekaiKAromaticcompoundsasredoxshuttlefor4Vclasssecondarylithiumbatteries1999(4)更多……相似文獻(xiàn)(2條)期刊論文聚合物鋰離子電池-電池2003,33(2)期刊論文Al3+、F-摻雜LiMn2O4的高溫電化學(xué)性能-電池2003,33(2)相關(guān)博文(27條)LiFePO4鋰離子電池的結(jié)構(gòu)與工作原理雙向電泳實(shí)驗(yàn)過(guò)程及相關(guān)溶液配置聚合物鋰離子電池介紹納米會(huì)唱歌（原創(chuàng)+科普）碳納米管收音機(jī)與碳納米試管(原創(chuàng)*科普)天體自旋、公轉(zhuǎn)的形成緣故吹牛不上稅，“鋅空氣電池欲替代鋰電池”治沙與致沙實(shí)驗(yàn)室常用英語(yǔ)-化學(xué)生物類[ZZ]我有義務(wù)關(guān)心民科宣傳他的研究成果DNA雙螺旋，陰極陽(yáng)極與光伏電池及DNA發(fā)光之狂想曲對(duì)過(guò)去一年半的回憶和對(duì)以后的考慮1王傳福締造了中國(guó)最大的“模仿王國(guó)”有機(jī)化學(xué)差不多概念電池到底如何充才好?最新的八大自然規(guī)律最新發(fā)覺(jué)的自然規(guī)律正電之間相互吸引、負(fù)電之間相互排斥是最新發(fā)覺(jué)的自然規(guī)律采納磷酸鐵鋰正極材料的動(dòng)力電池首次應(yīng)用于奧運(yùn)大巴風(fēng)華高科背后的故事研究生文獻(xiàn)閱讀方法化學(xué)所研制出高性能鋰離子電池負(fù)極材料關(guān)于工程教育的討論863打算新材料技術(shù)領(lǐng)域課題催化相關(guān)部分湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院２００３年科學(xué)研究項(xiàng)目表走南闖北：西域游記之1987（III）東航事件：一個(gè)壞的好情況更多……引證文獻(xiàn)(18條)鐘勝奎.劉樂(lè)通.姜吉瓊.劉潔群.王健.李陽(yáng).朱峰鋰離子電池正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的合成及性能[期刊論文]-材料導(dǎo)報(bào)2009(6)張玲.陳平.李丹化學(xué)分析法測(cè)定鋰離子電池正極材料中的錳[期刊論文]-電池2007(06)李娟.史鵬飛.郭瑞鋰離子電池正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的合成及性能研究[期刊論文]-化工新型材料2007(08)陳靈謙正極材料Li3V2(PO4)3的制備及性能[期刊論文]-電池2007(02)任慢慢.李宇展.周震.高學(xué)平.閻杰微波法合成正極材料Li3V2(PO4)3[期刊論文]-電池2006(01)陳平.張玲.李丹.張濤.陳金花化學(xué)法測(cè)定鋰離子電池正極材料中的鎳[期刊論文]-長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）2006(01)胡楊18650型鋰離子電池的安全性能研究[學(xué)位論文]碩士2006檀柏杉.韓恩山.李鵬LiNi1/3Co1/4Mn1/3M1/12O2(M=Al,Ti)的性能研究[期刊論文]-電池2005(04)熊俊威.曹曉燕.程小愛(ài).孫淑紅天然石墨及其表面化學(xué)修飾的研究進(jìn)展[期刊論文]-電池2005(02)趙煜娟.夏定國(guó).劉慶國(guó)正極材料LiNiO2貯存問(wèn)題的研究[期刊論文]-電池2005(01)鋰離子電池組專家診斷系統(tǒng)的研究摘要：對(duì)電池組故障進(jìn)行診斷是電池治理系統(tǒng)的重要功能。依照鋰離子電池組故障和外部特性之間的關(guān)系，建立了電池組故障診斷專家系統(tǒng)的模型，并給出了專家系統(tǒng)所用規(guī)則、歷史檔案數(shù)據(jù)內(nèi)容以及電池組運(yùn)行性能評(píng)估的算法，最后通過(guò)試驗(yàn)對(duì)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。關(guān)鍵詞：電池組；專家診斷；監(jiān)控系統(tǒng)1引言隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)展，對(duì)能源、電力、交通、通信、環(huán)保等領(lǐng)域現(xiàn)代化要求也在不斷提高。作為后備能源的蓄電池系統(tǒng)正在被大量使用，對(duì)所有不同意斷電的供電電源系統(tǒng)來(lái)講，蓄電池組差不多上一個(gè)不可缺少的后備電源系統(tǒng)。而且，蓄電池系統(tǒng)在各行業(yè)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。蓄電池運(yùn)行狀態(tài)是否正常，直接阻礙著應(yīng)用領(lǐng)域中各種設(shè)備的正常、可靠和安全運(yùn)行。特不是無(wú)人值守的現(xiàn)場(chǎng)及電子商務(wù)中心、銀行的后備電池就顯得尤為重要。經(jīng)測(cè)試及優(yōu)選分組的電池組中的各個(gè)單體電池之間仍然存在性能差異，這些差異在電池的長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中因環(huán)境的微小差不（如溫度差）能夠不同程度地產(chǎn)生新的差異。通過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，個(gè)不電池性能明顯下降，嚴(yán)峻阻礙電池組性能，甚至造成事故，需要早期診斷出單電池的性能下降和早期故障。另外，單電池的性能下降及故障會(huì)降低電池組的SOC（荷電狀態(tài)）值，因?yàn)樾阅懿畹囊粋€(gè)單體電池的電量決定了整個(gè)電池組的荷電狀態(tài)。一個(gè)電池組一般是由數(shù)個(gè)單體電池或電池模塊串聯(lián)組成；性能落后的單體電池可能會(huì)使整個(gè)電池組提早終止放電。因而需要配備電池故障早期診斷專家系統(tǒng)。通過(guò)診斷系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)電池故障和隱患的早期預(yù)報(bào)，從而能有效地增加電動(dòng)車電池組的續(xù)駛里程及無(wú)故障工作時(shí)刻，使維護(hù)工作量降到最低，由此保證了電動(dòng)車能可靠運(yùn)行。電動(dòng)車的能量全部或部分來(lái)自儲(chǔ)能電池。制約電動(dòng)車技術(shù)進(jìn)展和電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)要緊問(wèn)題是儲(chǔ)能電池及其應(yīng)用問(wèn)題。電池使用中的一個(gè)突出問(wèn)題確實(shí)是各電池之間的差異，存在著不一致性，因此早期發(fā)覺(jué)電池的不一致性和故障就成為特不關(guān)鍵的技術(shù)難題。需要研制一個(gè)電池組的早期故障專家診斷系統(tǒng)。通過(guò)專家診斷系統(tǒng)，我們能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不健康電池的早期診斷，也使剩余電量可能模型能更準(zhǔn)確，如此能夠延長(zhǎng)電池的使用壽命并進(jìn)一步降低電池的使用成本，增加電動(dòng)車的續(xù)駛里程，提高車輛行駛的可靠性。該系統(tǒng)及技術(shù)的研究具有理論價(jià)值和促進(jìn)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化的重大意義。2專家診斷系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外進(jìn)展現(xiàn)狀依照國(guó)際電工學(xué)會(huì)(IEC)在1995年制定的電池治理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，電動(dòng)車用電池治理系統(tǒng)必須具備一定的電池診斷功能，包括不健康電池早期報(bào)警和提供電池老化信息。在這10多年里，國(guó)外各大公司均對(duì)此進(jìn)行大力攻關(guān)研究，并在其運(yùn)行使用的電池治理系統(tǒng)中加入了一定的電池診斷功能。其中代表性的公司有德國(guó)MentzerElectronicGmbH和WernerRetzlaff為首設(shè)計(jì)的BADICOaCH系統(tǒng)；美國(guó)Aerovironmevt公司開(kāi)發(fā)的SmartGuard系統(tǒng)(Long--LifeBatteryUsingIntelligentModularControlSystem)。（1）BADICOaCH系統(tǒng)BADICOaCH系統(tǒng)是BADICHEQ系統(tǒng)的改進(jìn)，它具有的電池診斷相關(guān)功能：對(duì)最近24個(gè)充放電周期的詳細(xì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存貯并同意在對(duì)電池好壞作推斷時(shí)進(jìn)行快速查找電池差不多信息和錯(cuò)誤使用情況;（2）SmartGuard系統(tǒng)SmartGuard系統(tǒng)具有的電池診斷相關(guān)功能要緊有提供放電極性反向報(bào)警和電池歷史記錄和歸檔。國(guó)內(nèi)對(duì)電池故障診斷也有一定的研究，如春蘭研究院，清華大學(xué)，但大部分研究還處于起步時(shí)期。本文對(duì)電池故障診斷的研究要緊是查找電池性能故障與電池某個(gè)或N個(gè)參數(shù)的相互關(guān)系，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、比較同一電池組的不同單體電池間的參數(shù)變化并考慮一些其他因素來(lái)進(jìn)行綜合診斷。通過(guò)長(zhǎng)期的研究，已歸結(jié)出了一個(gè)初步可行的算法并在電動(dòng)車跑車實(shí)驗(yàn)用于電池診斷。其思想在于同一個(gè)電池組的各個(gè)單體電池在相同的充放電電流下，各個(gè)單體電池的性能大多數(shù)是相近的，但還有一些電池的性能存在不一致。通過(guò)綜合考慮各個(gè)電池在此段時(shí)刻內(nèi)對(duì)平均電壓的偏移及各個(gè)電池在此段時(shí)刻內(nèi)的電壓變化能夠可能出電池性能的好壞。單電池電壓偏移小且電壓變化小的電池性能相對(duì)好。因?yàn)闆](méi)有一種電池的故障是表現(xiàn)為充電時(shí)電壓上升慢，放電時(shí)電壓下降慢。3專家故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1專家系統(tǒng)簡(jiǎn)介專家系統(tǒng)是一個(gè)具有大量專門知識(shí)的程序系統(tǒng)。它能夠依照所提供的某專門領(lǐng)域的知識(shí)進(jìn)行推理，模擬人類某一領(lǐng)域?qū)＜易鳑Q策的過(guò)程，解決那些需要專家才能解決的復(fù)雜問(wèn)題。專家系統(tǒng)要緊由知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)、工作存儲(chǔ)區(qū)、知識(shí)獵取子系統(tǒng)和解釋界面等五個(gè)部分組成。其中，知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)是專家系統(tǒng)的核心。知識(shí)庫(kù)要緊用來(lái)存放領(lǐng)域?qū)＜宜峁┑膶ｉT知識(shí)，它包括事實(shí)庫(kù)和規(guī)則庫(kù)。推理機(jī)的功能是依照一定的推理策略從知識(shí)庫(kù)中選擇有關(guān)知識(shí)，對(duì)用戶提供的證據(jù)進(jìn)行推理，直到得出相應(yīng)的結(jié)論[1]。另外，一些專家系統(tǒng)還具有自動(dòng)知識(shí)獵取的功能。一方面從外部通過(guò)與專家的問(wèn)答獵取知識(shí)，另一方面系統(tǒng)在運(yùn)行中能夠自己不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從內(nèi)部獵取知識(shí)。3.2總體設(shè)計(jì)針對(duì)目前電動(dòng)汽車正在開(kāi)發(fā)使用的磷酸鐵鋰電池的工作原理及其在電動(dòng)車上的使用進(jìn)行深入了解，并分析電池使用專家的電池診斷經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)電池的診斷規(guī)則。同時(shí)應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)的知識(shí)，初步提出一個(gè)合理、有用的電池組故障診斷模型。依照電池組故障診斷模型對(duì)電池使用狀態(tài)數(shù)據(jù)的需求，開(kāi)發(fā)電池組數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及相應(yīng)的上位機(jī)人機(jī)交互界面。隨后按照專家系統(tǒng)的架構(gòu)構(gòu)建電池故障專家診斷系統(tǒng)。包括：１２３４５建立全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)建立電池歷史檔案數(shù)據(jù)庫(kù)建立規(guī)則庫(kù)開(kāi)發(fā)推理調(diào)度程序模塊開(kāi)發(fā)人機(jī)交互程序模塊。最后利用電池故障專家診斷系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)車內(nèi)使用的電池進(jìn)行診斷試驗(yàn)，在試驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)對(duì)電池診斷模型參數(shù)的調(diào)整，使之不斷趨于完善?？傮w設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。圖1電池組診斷專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.3電池診斷模糊專家系統(tǒng)所用規(guī)則我們對(duì)電池專家提供的電池故障診斷規(guī)則、電池診斷和維護(hù)的資料進(jìn)行分析整理后寫(xiě)入專家系統(tǒng)。然后經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)取舍和增加[2]。以鋰離子電池為例，系統(tǒng)中的規(guī)則要緊有：（1）放電電壓下降快、電壓低，充電電壓上升快、電壓高，則電池容量變??；（2）靜置時(shí)電池端電壓下降快，長(zhǎng)期放置電壓低，則自放電過(guò)大；（3）放電時(shí)電池端電壓下降專門快，電壓比平均電壓低1伏左右，則有單元電池?fù)p壞；（4）蓄電池開(kāi)路電壓專門低、不能帶負(fù)載，則電池?fù)p壞或連接不正常；（5）充電時(shí)電壓偏高，放電時(shí)電壓偏低，則該單體電池內(nèi)阻過(guò)大；（6）充電時(shí)電壓極高，則蓄電池內(nèi)部開(kāi)路；（7）電池自開(kāi)始放電起，其電壓就一直比不的電池略低，其放電平臺(tái)性能正常，則電池可能充電不足；（8）電池在放電過(guò)程中，某節(jié)單體電池溫度比其他單體電池溫度高3℃以上，則該電池內(nèi)阻過(guò)大。3.4歷史檔案數(shù)據(jù)內(nèi)容及其建立以本實(shí)驗(yàn)采納的磷酸鐵鋰電池為例，保存在歷史檔案中的數(shù)據(jù)要緊有：（1）電池出廠時(shí)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)（如出廠日期、標(biāo)稱容量、開(kāi)路電壓等）；（2）使用的總安時(shí)數(shù)；（3）過(guò)充和過(guò)放時(shí)最大電壓、電流、溫度的記錄；（4）最近10個(gè)充放電周期內(nèi)充電周期屬于電壓最高的次數(shù)和放電周期屬于電壓最低的次數(shù)；（5）最近10個(gè)周期內(nèi)充電時(shí)溫度升降數(shù)據(jù)和充電效率；（6）最近10個(gè)周期內(nèi)小電流充電時(shí)電壓差不；（7）自放電時(shí)刻間隔；（8）上一次診斷的健康程度（SOH）結(jié)果。在系統(tǒng)運(yùn)行的第一次，對(duì)歷史檔案進(jìn)行初始化。初始化的原則是除了一些已知的差不多參數(shù)外，其他部分都設(shè)置為最佳狀態(tài)。在以后的運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)自動(dòng)地把與電池有關(guān)的重大事件記錄下來(lái)，對(duì)歷史檔案進(jìn)行修改。假如電池組中的某一個(gè)電池被撤換下來(lái)，則應(yīng)對(duì)剛換上的電池的歷史檔案進(jìn)行初始化。對(duì)歷史檔案中的使用總安時(shí)數(shù)、總充放電周期數(shù)、過(guò)充、過(guò)放及充電不足等阻礙電池健康和使用壽命的記錄采納長(zhǎng)期經(jīng)歷并進(jìn)行累加的方法；關(guān)于另外表現(xiàn)性能的歷史數(shù)據(jù)則采納定期刷新的方法。歷史檔案的具體實(shí)現(xiàn)方案是：在系統(tǒng)中采納長(zhǎng)期經(jīng)歷芯片EEPROM來(lái)保存歷史數(shù)據(jù)，同時(shí)在系統(tǒng)中加一個(gè)時(shí)鐘電路和一個(gè)供電電池為歷史數(shù)據(jù)提供時(shí)刻信息。3.5故障定義及處理流程本系統(tǒng)采納四級(jí)故障報(bào)警定義，分不為一級(jí)溫差故障，溫度極高故障，單體電壓極高故障；二三四級(jí)溫差故障，壓差故障，溫度過(guò)高故障，單體電壓極高故障，單體電壓過(guò)低故障。當(dāng)系統(tǒng)上電后，電池組數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)會(huì)在電池組充放電過(guò)程中，每隔一定時(shí)刻循環(huán)采集電池組單體的電壓，溫度等信息。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)記錄并標(biāo)定故障單體序號(hào)。當(dāng)標(biāo)定序號(hào)單體的故障次數(shù)累計(jì)到一定數(shù)量時(shí)，調(diào)用規(guī)則庫(kù)對(duì)電池性能進(jìn)行評(píng)定，同時(shí)將評(píng)定結(jié)果記錄到該單體的歷史檔案中。4實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析本實(shí)驗(yàn)采納的鋰離子電池組模塊為電動(dòng)汽車用電池組模塊，采納磷酸鐵鋰電池組，單機(jī)模塊系統(tǒng)由12節(jié)30Ah單體電池串聯(lián)而成。電池組模塊裝配有電池管理數(shù)據(jù)采集模塊，模塊通過(guò)CAN總線將采集數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。通過(guò)CAN232接口轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)由CAN數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成PC機(jī)能夠識(shí)不的格式，通過(guò)RS232接口傳遞給上位機(jī)人機(jī)交互界面進(jìn)行顯示。系統(tǒng)連接如圖3所示。圖4為實(shí)際對(duì)一組電池組進(jìn)行若干次充放電循環(huán)后采集到的數(shù)據(jù)。由于電池單體間的差異，7號(hào)單體端電壓與其他單體的差距較大，差不多發(fā)生了二級(jí)壓差故障和單體電壓過(guò)低故障報(bào)警。5結(jié)論（1）分析了電池外部特性數(shù)據(jù)變化與電池故障之間的聯(lián)系，并結(jié)合電池專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，總結(jié)出針對(duì)電池常見(jiàn)故障的診斷規(guī)則。（2）搭建了電池組數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)平臺(tái)，包括底層硬件數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)通信，上位機(jī)人機(jī)交互界面程序的編寫(xiě)。新的數(shù)據(jù)采集程序與電池治理系統(tǒng)之間的通訊更安全、更可靠，且不受治理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)電池種類變換和電池?cái)?shù)目變化的阻礙。（3）構(gòu)建了電池故障模糊診斷專家系統(tǒng)。為查找用以表征電池故障與電池外部癥狀之間模糊關(guān)系構(gòu)建了橋梁。同時(shí)隨著不斷的實(shí)驗(yàn)，還將不斷完善專家診斷系統(tǒng)，為早期故障預(yù)警提供更為可靠保障。由于目前實(shí)驗(yàn)的次數(shù)相對(duì)較少，如電池組的動(dòng)態(tài)特性及故障還無(wú)法得到驗(yàn)證，故障診斷系統(tǒng)也無(wú)法得到驗(yàn)證。隨著實(shí)驗(yàn)的不斷深入，電池故障信息也將慢慢積存，規(guī)則庫(kù)和推理機(jī)也將不斷得到更正。參考文獻(xiàn)[1]鄭杭波,齊國(guó)光.電池組故障診斷模糊專家系統(tǒng)的研究[J].高技術(shù)通訊,2004,06:70-74.[2]趙春明,喬旭彤,馬寧,等.基于CAN總線的電動(dòng)汽車分布式操縱系統(tǒng)的故障診斷研究.車輛與動(dòng)力技術(shù),2005,02:41-45.鋰離子等新型動(dòng)力蓄電池成組應(yīng)用技術(shù)和設(shè)備研究最新進(jìn)展核心提示：核心提示：在國(guó)家“863”電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)和市場(chǎng)前景的雙重推動(dòng)下，鋰離子動(dòng)力電池關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料和產(chǎn)品研究都取得了重大進(jìn)展．其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)顯著，推廣應(yīng)用的條件差不多日趨成熟：4、鋰離子動(dòng)力電池充電設(shè)備研究的最新進(jìn)展鋰離子動(dòng)力電池充電設(shè)備研究的最新進(jìn)展機(jī)械科學(xué)研究總院采納“基于極端單體電池充電操縱技術(shù)”，以國(guó)家“863”純電動(dòng)汽車和北京奧運(yùn)電動(dòng)公交車項(xiàng)目的需要，研究成功的單機(jī)達(dá)到100KW公共充電機(jī)，和鋰離子等新型動(dòng)力電池安全充電綜合治理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱BSMS），是首個(gè)適應(yīng)鋰離子等新型動(dòng)力電池特點(diǎn)的新一代充電系統(tǒng)。BSMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4-1，要緊由充電系統(tǒng)和動(dòng)力電池系統(tǒng)中的動(dòng)力蓄電池治理系統(tǒng)（BMS）組成。BMS要緊功能是提供充電操縱的數(shù)據(jù)支撐和對(duì)充電設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程智能化操縱。圖4-1、動(dòng)力蓄電池安全充電綜合治理系統(tǒng)4.1動(dòng)力蓄電池治理系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)當(dāng)前，治理系統(tǒng)研制重點(diǎn)力大多集中在提高電壓采樣精度和SOC可能技術(shù)方面，忽略了動(dòng)力蓄電池治理系統(tǒng)的重點(diǎn)是“治理”，實(shí)質(zhì)上僅為監(jiān)測(cè)裝置。關(guān)于適用型治理系統(tǒng)，過(guò)高的采樣精度只能增加成本，對(duì)提高系統(tǒng)安全治理并無(wú)實(shí)質(zhì)作用。電壓采樣精度達(dá)到1%已足夠了。蓄電池治理系統(tǒng)定位為BSMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支撐、遠(yuǎn)程充電操縱和面向現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)力蓄電池?cái)?shù)據(jù)采集和質(zhì)量評(píng)估（另文介紹）三個(gè)差不多功能。蓄電池治理系統(tǒng)的組成見(jiàn)圖4-2。圖4-2、動(dòng)力蓄電池治理系統(tǒng)組成為提高系統(tǒng)可靠性和安全性，采取了以下關(guān)鍵技術(shù)措施：(1)、采納單體電池電壓采樣和極限門限電壓監(jiān)測(cè)電路（即看門狗WDT）雙重安全冗余技術(shù)措施，即使電壓采樣電路發(fā)生失效、失調(diào)，仍可確保電池單體監(jiān)測(cè)信息的安全性，為充電操縱安全奠定了基礎(chǔ)。(2)、充電操縱接口采納標(biāo)準(zhǔn)CAN總線和充電操縱導(dǎo)引線雙重安全冗余技術(shù)措施。有效增強(qiáng)了充電操縱的安全性和可靠性。(3)、無(wú)須人工干預(yù)，由動(dòng)力蓄電池治理系統(tǒng)直接操縱充電機(jī)的初始化過(guò)程和充電過(guò)程，自動(dòng)適應(yīng)多達(dá)六種電池的個(gè)性化智能充電操縱，有效降低了因誤操作引發(fā)的事故。(4)、充電機(jī)、充電機(jī)（站）監(jiān)控系統(tǒng)都具有智能化安全操縱功能，使系統(tǒng)可不能發(fā)生人為參數(shù)調(diào)整的誤操作。例如：電動(dòng)車要求充電過(guò)程中充電電壓不超過(guò)4.20V，充電電流不超過(guò)120A，不管采納手動(dòng)調(diào)整或監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程調(diào)整，當(dāng)調(diào)整數(shù)值超過(guò)上述值時(shí)，自動(dòng)禁止調(diào)整，使系統(tǒng)不可能超過(guò)上述限定值。蓄電池治理系統(tǒng)顯著特點(diǎn)是：⑴、采集卡由8～14個(gè)光電隔離電壓采樣通道（ADC）和電壓看門狗（WDT）、一個(gè)1-Wire溫度接口和CAN/WDT接口組成。由ADC和WDT組成高可靠性電池?cái)?shù)據(jù)安全冗余采集部件，即是發(fā)生ADC失調(diào)、失效，仍可由WDT實(shí)現(xiàn)高可靠性安全充電操縱。⑵、由CAN2接口、充電操縱導(dǎo)引電路和操縱電源組成的高可靠性充電操縱接口，彌補(bǔ)了CAN接口響應(yīng)速度受傳輸間隔限制的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了真正的適時(shí)操縱。⑶、在ECU內(nèi)嵌入了高精度電能（Wh）計(jì)量電路，并采納基于電量（Wh）的SOC可能，更能反映動(dòng)力蓄電池的性能。⑷、ECU內(nèi)嵌入了大容量自動(dòng)數(shù)據(jù)記錄卡，并配置了先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理和動(dòng)力電池質(zhì)量評(píng)估工具軟件。⑸、蓄電池治理系統(tǒng)設(shè)置了與計(jì)算機(jī)的通訊接口，采納配套軟件“動(dòng)力蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（BatteryMonitorandQualityevaluationsystem簡(jiǎn)稱BMQES）”可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)的工作狀態(tài)和進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。BMQES的主界面見(jiàn)圖4-3。4.2適用于鋰離子等新型動(dòng)力電池的新一代充電設(shè)備現(xiàn)有的充電裝置，全是采納基于端電壓操縱方法不能適應(yīng)鋰離子等新型動(dòng)力電池。機(jī)械科學(xué)研究總院采納具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“基于極端單體電池充電操縱技術(shù)”研制的新一代充電機(jī)（見(jiàn)圖4-4），是適應(yīng)鋰離子動(dòng)力電池的新一代充電設(shè)備。充電機(jī)采納模塊化總線分布式結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖4-5)。系統(tǒng)采納500Kb/S高速CAN（DeviceNet）網(wǎng)絡(luò)，由充電機(jī)專用大功率高頻變流模塊、變流模塊操縱器、充電機(jī)操縱模塊、多功能顯示器、充電操縱接口、充電機(jī)（站）監(jiān)控接口和輸入輸出繼電愛(ài)護(hù)電路組成。通過(guò)充電操縱接口與蓄電池治理系統(tǒng)組成基于極端單體電池高性能智能化充電操縱系統(tǒng)。在蓄電池治理系統(tǒng)的支撐下，無(wú)須人工干預(yù)，即可高安全性完成錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳氫、鉛酸等多達(dá)六種電池組的個(gè)性化充電操縱。由CAN總線和充電操縱導(dǎo)引電路組成高可靠性安全冗余操縱接口，既保持了數(shù)字化充電操縱系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，又克服了數(shù)字操縱系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性受采樣周期和數(shù)據(jù)傳輸間隔限制而適時(shí)性差的缺點(diǎn)，使充電操縱具有良好的實(shí)時(shí)性。充電機(jī)的特點(diǎn)是：⑴、采納極端單體電池充電操縱技術(shù)，直接面向極端單體電池實(shí)施充電操縱，克服了基于端電壓的傳統(tǒng)操縱技術(shù)充電過(guò)程中必定發(fā)生部分單體電池充電電壓超過(guò)同意值的問(wèn)題，從操縱技術(shù)上杜絕了發(fā)生部分電池過(guò)充電的問(wèn)題。圖4-5、基于極端單體電池充電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖(2)、蓄電池治理系統(tǒng)直接操縱充電機(jī)的初始化和充電過(guò)程，可有效防止發(fā)生誤操作引發(fā)的事故。(3)、無(wú)須人工干預(yù)，可對(duì)錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳氫、閥控密封鉛酸等多達(dá)6種動(dòng)力電池進(jìn)行智能化充電，是首個(gè)建設(shè)電動(dòng)汽車公共充電系統(tǒng)的能充電機(jī)。(4)、采納效率超過(guò)90%的充電專用大功率高效開(kāi)關(guān)電源模塊，單模塊公率達(dá)到100KW。(5)、可組成高性能充電監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。充電機(jī)（站）監(jiān)控界面見(jiàn)圖4-6。圖4-6、充電機(jī)（站）監(jiān)控系統(tǒng)界面(6)