美国NASA数据

数据搜集时间:2021-1-17


美国NASA电池数据主要收集如下:


Lithium Ion Batteries Development for CubeSats and SmallSats

电池类型

电池参数

电池规格

锂离子电池

型号/材料

18650和16430

尺寸(毫米)

18650(18毫米×65毫米)和16340(16毫米×34毫米)

测试项目

电池物理设计、倍率性能、循环寿命、自放电、热特性、批次电气性能验收测试(Lot Acceptance Tests,LAT)、容量验证、退化、阻抗匹配

备注

该数据库是为戈达德太空飞行中心(GSFC)承接NASA小型卫星内部锂离子电池组的设计任务而搭建的。该数据库的测试电池为两种通用尺寸锂离子电池:18650(18毫米×65毫米)和16340(16毫米×34毫米)。测试在单体级别进行,包括电池物理设计、倍率性能、循环寿命、自放电、热特性、批次电气性能验收测试(Lot Acceptance Tests,LAT)、容量验证、退化、阻抗匹配和任务轮廓(mission profile)。

链接:https://catalog.data.gov/dataset/lithium-ion-batteries-development-for-cubesats-and-smallsats



Li-ion Battery Aging Datasets

电池类型

型号/材料

锂离子电池

18650

测试项目

充放电测试、EIS测试、老化测试

试验步骤

该数据集收集于NASA艾姆斯卓越预测中心定制的电池测试台。锂离子电池在不同温度下进行3种操作(充电、放电、EIS)。放电在不同倍率进行,并放电至预设阈值(为诱发深度放电加速老化效应,部分阈值低于OEM推荐的2.7V)。电池容量降低至初始容量70%时,终止试验(2Ah降至1.4Ah)。

试验台架组成:商用18650锂离子电池;可编程4通道直流电子负载;可编程4通道直流电源;电压表;电流表;热电偶传感器套件;定制EIS设备;温箱;基于PXI底盘的数据收集和试验控制台;基于MATLAB进行试验控制;数据采集频率约10Hz。

链接:https://catalog.data.gov/dataset/li-ion-battery-aging-datasets

https://data.nasa.gov/dataset/Li-ion-Battery-Aging-Datasets/uj5r-zjdb

https://data.wu.ac.at/schema/data_gov/OWZkODYwNGMtMmM4Yi00MmFlLTg3YmYtMzJkYWYyM2I2YzRl

数据结构

cycle: top level structure array containing the charge, discharge and impedance operations
type: operation type, can be charge, discharge or impedance ambient_temperature: ambient temperature (degree C)
time: the date and time of the start of the cycle, in MATLAB date vector format
data: data structure containing the measurements
for charge the fields are:
Voltage_measured: Battery terminal voltage (Volts)
Current_measured: Battery output current (Amps)
Temperature_measured: Battery temperature (degree C)
Current_charge: Current measured at charger (Amps)
Voltage_charge: Voltage measured at charger (Volts)

Time: Time vector for the cycle (secs)

for discharge the fields are:
Voltage_measured: Battery terminal voltage (Volts)
Current_measured: Battery output current (Amps)
Temperature_measured: Battery temperature (degree C)
Current_charge: Current measured at load (Amps)
Voltage_charge: Voltage measured at load (Volts)
Time: Time vector for the cycle (secs)
Capacity: Battery capacity (Ahr) for discharge till 2.7V

for impedance the fields are:
Sense_current: Current in sense branch (Amps)
Battery_current: Current in battery branch (Amps)
Current_ratio: Ratio of the above currents
Battery_impedance: Battery impedance (Ohms) computed from raw data
Rectified_impedance: Calibrated and smoothed battery impedance (Ohms)
Re: Estimated electrolyte resistance (Ohms)
Rct: Estimated charge transfer resistance (Ohms)
该数据集本质是大量电池运行到失效的时间序列。由于DOD、静置时间和内部特性差异,在同一循环下,没有两块电池有相同的老化状态。这种不确定性能够代表实际使用情况的不确定性。该数据集能够在放电结束(End of Discharge)和寿命终止(End of Life)两方面进行RUL预测研究




Battery Data Set: PCoE Datasets

电池类型

电池数目

锂离子电池

40

测试项目

不同温度的充放电试验,EIS测试

试验步骤

数据集由美国宇航局艾姆斯的预测中心提供,大小约200MB。在不同温度对电池进行充放电试验,并进行EIS测试。

链接:https://ti.arc.nasa.gov/tech/dash/groups/pcoe/prognostic-data-repository/



Randomized Battery Usage Data Set: PCoE Datasets

电池类型

型号/材料

电池数目

锂离子电池

18650

28

测试项目

不同温度随机电流激励充放电测试,容量测试(标准条件)

试验步骤

随机(Random Walk,RW)充放电循环的组成:

1、从{-4.5A,-3.75A,-3A,-2.25A,-1.5A,-0.75A,1.5A,2.25A,3A,3.75A,4.5A}中随机选择一个充电或放电电流。负电流表示充电,正电流表示放电;

2、应用所选电流充放电5分钟或达到截止电压(3.2V/4.2V);

3、每个充放电步骤后,有<1秒的休息间隔,用于设定新的充放电电流。

每重复1500次步骤2、3,进行一次特性测试循环,标记老化状态。

充放电循环设定:

1、采用0.04A小电流放电标定OCV;

2、每1500个RW步骤后,采用标准充放电循环标定电池容量。标准充放电循环先以2A恒流充电至4.2V,再恒压至充电电流小于0.01A。静置,2A放电至3.2V,静置;

3、每3000个RW循环后,对充满电的电池进行脉冲放电,标记电池动态特性。每段脉冲由10分钟1A负载,20分钟空载组成;

4、每3000个RW循环后,对电池进行脉冲充电,标记电池动态特性。每段脉冲由10分钟1A负载,20分钟空载组成;

链接:https://ti.arc.nasa.gov/tech/dash/groups/pcoe/prognostic-data-repository/



Capacitor Electrical Stress Data Set: PCoE Datasets

电池类型

型号材料

电池数目

超级电容

电解电容

24

测试项目

100 mHz频率(50%占空比)连续充放电测试、EIS测试

试验步骤

数据集由美国宇航局艾姆斯的预测中心提供。电容器在三个电压等级下承受电应力,为10V, 12V和14V。数据集包含EIS数据以及充放电数据。

链接:https://ti.arc.nasa.gov/tech/dash/groups/pcoe/prognostic-data-repository/



Capacitor Electrical Stress Data Set-2: PCoE Datasets

电池类型

型号/材料

电池数目

超级电容

电解电容

8

测试项目

100mHz频率(50%占空比)连续充放电测试、EIS测试

试验步骤

一组八个电解电容器(记为ES10~)以100mHz(50%占空比)连续充放电。电容器分别充电至10V,并按照给定频率放电。电化学阻抗谱(EIS)测量使用SP-150生物恒电位仪。根据每个电容器的测量阻抗值,定期计算电容(C)和等效串联电阻(ESR)。

只有一个数据文件:EOS_DataSet.mat,包括三个子结构体。aging_time记录老化测试时间;C记录电容测量;ESR记录等效串联阻抗。

链接:https://ti.arc.nasa.gov/tech/dash/groups/pcoe/prognostic-data-repository/



Hybrid Lithium-ion Capacitor / Lithium-ion Battery System for Extended Performance

电池类型

超级电容

测试项目

过充、过放、反向加电压、外部短路和模拟内部短路

备注

拟议的任务包括设计一个混合动力系统,包括锂离子电容器(LICs)、锂离子电池和太阳能电池,具有超过230 Wh/kg的能量,能为舱外航天服和地面系统提供至少8小时的能量,电池质量小于5千克。
该项目工作重点是测试锂离子超级电容器,以确认其性能和安全性。研究发现,锂离子超级电容在过充、过放、反转、外部短路和模拟内部短路等超标称条件下是安全的。锂离子超级电容在三个月的测试期间能保持电荷且容量损失不明显。锂离子超级电容有能力从电源快速接受电荷。由于缺少人员进行测试,提供从超级电容器到电池的可控电流的测试未能完成。

链接:

https://data.nasa.gov/dataset/Hybrid-Lithium-ion-Capacitor-Lithium-ion-Battery-S/pdmm-ri5p

https://catalog.data.gov/dataset/hybrid-lithium-ion-capacitor-lithium-ion-battery-system-for-extended-performance

0
联系地址:北京市海淀区中关村南大街5号北京理工大学   Copyright  ©  2020-   先进储能科学与应用课题组  All Rights Reserved.网站地图
友情链接: 北京理工大学    ICEIV2022会议    机械与车辆学院    机械工程学报    Applied Energy期刊