Management system for electric vehicle battery pack

• Autorzy: Łebkowski A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.09.09

Warianty tytułu

PL

System zarządzania pakietem akumulatorów w pojeździe z napędem elektrycznym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Electric vehicles (EVs) emerged as a next step in the evolution of transport technology. The article describes structure of system used for optimal management and monitoring of electric vehicle parameters, especially in regions of low possible ambient temperature. System can be used in all types of electric vehicles, such as: cars, ATVs, motorbikes, scooters, bicycles or boats. Application of GSM/GPS technologies allows remote monitoring of state and management of vehicle battery thermal aids (increasing battery performance and longevity while reducing operating costs) as well as control of vehicle to grid and grid to vehicle energy flow in smart grid systems. System functions were tested on an electric vehicle in normal road conditions at a period of ambient temperature reaching -25°C (-13°F). Article contains road tests results along with comments on possible benefits that may be derived from the application of the system in practice.

PL

Pojazdy elektryczne stanowią następny krok w ewolucji technologii transportu. Artykuł przedstawia strukturę systemu do optymalnego zarządzania i monitorowania parametrów pojazdu elektrycznego, szczególnie w warunkach niskiej temperatury otoczenia. Typy obsługiwanych pojazdów obejmują samochody, quady, motocykle, skutery, rowery elektryczne oraz łodzie. Zastosowanie technologii GSM i GPS umożliwia zdalny monitoring i zarządzanie modułem ogrzewania akumulatorów a także kontrolę przepływu energii z sieci do baterii I baterii do sieci (smart grid). Funkcje systemu zostały przetestowane w warunkach drogowych przy temperaturach dochodzących do -25°C. Artykuł zawiera wyniki badań wraz z omówieniem potencjalnych korzyści wynikających z zastosowania opisanego systemu.

Słowa kluczowe

EN

electric vehicles; battery management system; lithium batteries; thermal management

PL

pojazdy elektryczne; system zarządzania akumulatorami; akumulatory litowe; termiczne kondycjonowanie akumulatorów

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 9
• Strony: 46--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Łebkowski A.

• Akademia Morska w Gdyni, Katedra Automatyki Okrętowej, ul. Morska 83, 81-225 Gdynia

Bibliografia

• [1] International Energy Agency. Global EV outlook 2016. Available: www.iea.org, (12.2016).
• [2] Pontes J., Europe Electric Car Sales. Available: http://evobsession.com/electric-car-sales, (12.2016).
• [3] Klippenstein M., Electric-Car Market Share In 2013: Understanding The Numbers Better. Available: http://www.greencarreports.com/news/1089555_electric-carmarket-share-in-2013-understanding-the-numbers-better, (12.2016).
• [4] Łebkowski A., Temperature, Overcharge and Short-Circuit Studies of Batteries Used in Electric Vehicles, Przegląd Elektrotechniczny, doi:10.15199/48.2017.05.13, (2017).
• [5] Senyshyn A., Mühlbauer M.J., Dolotko O., Ehrenberg H., Lowtemperature performance of Li-ion batteries: The behavior of lithiated graphite, Journal of Power Sources, Volume 282, (2015), p. 235–240.
• [6] Pesaran A., Santhanagopalan S., Kim G.H., Addressing the Impact of Temperature Extremes on Large Format Li-Ion Batteries for Vehicle Applications, 30th International Battery Seminar, Ft. Lauderdale, Florida, (2013).
• [7] Wu B., Ren Y., Li N., LiFePO4 Cathode Material - Chapter 11, Electric Vehicles - The Benefits and Barriers, ISBN 978-953-307-287-6, (2011).
• [8] Ouyang M., Chu Z., Lu L., Li J., Han X., Feng X., Liu G., Low temperature aging mechanism identification and lithium deposition in a large format lithium iron phosphate battery for different charge profiles, Journal of Power Sources, Volume 286, (2015), p.309–320.
• [9] Wang Y., Zhang C., Chen Z., A method for state-of-charge estimation of LiFePO4 batteries at dynamic currents and temperatures using particle filter, Journal of Power Sources, Volume 279, (2015), p.306–311.
• [10] Liu X., Wu J., Zhang C., Chen Z., A method for state of energy estimation of lithium-ion batteries at dynamic currents and temperatures, Journal of Power Sources, Volume 270, (2014), p.151–157.
• [11] Zou Y., Hu X., Ma H., Li S.E., Combined State of Charge and State of Health estimation over lithium-ion battery cell cycle lifespan for electric vehicles”, Journal of Power Sources, Volume 273, (2015), p.793–803.
• [12] Feng F., Lu R., Zhu C., A Combined State of Charge Estimation Method for Lithium-Ion Batteries Used in a Wide Ambient Temperature Range, Energies 2014, Volume 7, (2014), p.3004-3032.
• [13] Isizoh A.N., Okide S.O., Anazia A.E., Ogu C.D., Temperature Control System Using Fuzzy Logic Technique, International Journal of Advanced Research in Artificial Intelligence (IJARAI), Volume1, No.3, (2012).
• [14] Singhala P., Shah D.N., Patel B., Temperature Control using Fuzzy Logic, International Journal of Instrumentation and Control Systems (IJICS), Volume4, No.1, (2014).
• [15] Ramanathan P., Fuzzy Logic Controller for Temperature Regulation Process, Middle-East Journal of Scientific Research, Volume 20, (2014), p.1524–1528.
• [16] Łebkowski A., Exploitation tests of an electric powertrain with IGBT inverter for an EV Fiat Panda, Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe Nr 1/2016 (109), (2016), p.25-30.
• [17] Łebkowski A., Operational tests of an electric powertrain with MOSFET inverter for an EV Fiat Panda 2", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe Nr 1/2016 (109), (2016), p.71-75.
• [18] Zhang J., Ge H., Li Z., Ding Z., Internal heating of lithium-ion batteries using alternating current based on the heat generation model in frequency domain, Journal of Power Sources, Volume 273, (2015), p. 1030–1037.
• [19] Cai G., Guo R., Liu L., Yang Y., Zhang C., Wu C., Guo W., Jiang H., Enhanced low temperature electrochemical performances of LiFePO4/C by surface modification with Ti3SiC2”, Journal of Power Sources, Volume 288, (2015), p.136–144.
• [20] Chen Y., Evans J., Three - Dimensional Thermal Modelling of Lithium - Polymer Batteries under Galvanostatic Discharge and Dynamic Power Profile, Journal of Electrochemical Society, Volume 141, (1994), pp. 2947–2955.
• [21] Thomas K.E., Newman J., Heats of mixing and of entropy in porous insertion electrodes, Journal of Power Sources, Volume 119–121, (2003), p.844–849.
• [22] Łebkowski A., Electric Vehicle Data Recorder, Przegląd Elektrotechniczny, doi:10.15199/48.2017.02.62, (2017).

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).