[01130984]新能源汽车能源系统高效、优化控制技术及应用

项目围绕我国新能源及节能重大科技与产业战略需求,针对电动汽车推广应用中锂离子电池组电池单体成组后的一致性管理、高效率高可靠性能源系统、安全及灵活便捷充电技术等三大难题,在动力电池管理系统、能源系统总成集成优化设计、复杂机电系统耦合开发、电动汽车无线充电技术等方面进行了一系列技术攻关,形成了具有自主知识产权的电动汽车能源系统核心关键技术,解决了电动汽车能源系统的高效运行和系统安全难题。 1)发明了电动汽车高效率能源系统总成及控制系统集成设计和优化方法,解决了多动力源及其与能量耦合装置间的动态协调控制问题。发明了混合动力专用发动机快速启停的控制方法,发明了基于运行状态识别的整车能量管理控制系统设计方法,解决了专用发动机快速响应整车控制器功率需求等问题,实现混合动力总成节油率≥40%。 2)发明了动力电池单体智能无损主动均衡策略,单体均衡电流达到±10A,解决了电池组长期使用后单体电量时间累积不一致现象;在完善电池生热、传热及散热机理的基础上,结合多维电化学-热耦合模型创造性发明了基于液体介质结合半导体材料的精确热管理方法,单体温度控制误差在±1℃以内;发明了非接触式高压环路实时漏电快速检测方法,实现绝缘电阻及漏电巡检时间≤1ms,实现了电动汽车动力电池系统高效、高安全、高寿命应用。 3)发明了无线能量传输理论与电动汽车高效大功率无线充电系统优化设计方法,分析了无线能量传输过程中最优频率分裂特性机理,探索出频率分叉临界条件中副边品质因数和松散耦合变压器耦合系数的关系,发明了最优频率距离跟踪方法,发明了综合采用谐振补偿、阻抗匹配和磁场定向方法提高系统功率传输能力、传递效率和增加能量传递距离,突破了电动汽车无线能量传输效率及距离瓶颈,开发的无线充电系统最大功率≥60kW,系统效率≥94%,最大传输距离≥50cm。 项目已授权发明专利42项,其中国际发明专利2项,公开发明专利57项,发表学术论文42篇,论文SCI收录22篇,SCI引用77次,Scopus引用150次,出版教材1部、专著1部。 项目研究成果应用到北汽新能源、北汽福田、潍柴动力、长城汽车、吉利汽车等多家国内主流车厂多款产品,新增产值超过4.2亿元,打破了电动汽车能量系统关键技术国外公司垄断。动力电池精确热管理技术、漏电快速检测技术、基于运行状态识别的整车能量管理控制策略、高效大功率无线充电技术等填补了国内空白。