發(fā)布時(shí)間：2020-07-31 12:04

【摘要】：隨著鋰離子電池在國民經(jīng)濟(jì)中的廣泛應(yīng)用,鋰離子電池的能量特性和功率特性不能兼顧的弊端也尤為凸顯。實(shí)際設(shè)計(jì)中,往往需要對能量和功率進(jìn)行取舍。并且,在大規(guī)模使用電池的背景下,電池需要通過串并聯(lián)滿足電壓和容量的需求。由于單體電池間存在容量、內(nèi)阻、極化、初始SOC等不一致性,會(huì)導(dǎo)致絕大多數(shù)儲(chǔ)能電池組中單體電池不能滿充滿放,電池循環(huán)壽命也會(huì)受到影響。本文主要以能量型電池和功率型電池為研究對象,針對考慮循環(huán)壽命的兩種不同類型的電池并聯(lián)仿真和在儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)化管理策略展開研究,具體研究內(nèi)容如下:(1)利用電池測試設(shè)備及其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行電池容量、OCV-SOC曲線等實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行電池模型參數(shù)辨識(shí),利用MATLAB/Simulink平臺(tái)搭建單體電池等效電路仿真模型,利用恒流充電實(shí)驗(yàn)與動(dòng)態(tài)應(yīng)力測試工況實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了仿真模型的精度,誤差絕對值在1%以內(nèi);考慮單體電池間的不一致性,建立了能量型電池和功率型電池被動(dòng)式混合并聯(lián)的MATLAB仿真模型;提出了不同類型并聯(lián)電池組初始SOC計(jì)算方法;搭建了功率型電池組通過DC/DC變換器與能量型電池組并聯(lián)的仿真模型;分析了多種功率型電池和能量型電池不同并聯(lián)方式的仿真結(jié)果,仿真結(jié)果表明被動(dòng)式混合電池儲(chǔ)能系統(tǒng)鈦酸鋰電池的高功率特性不能得到有效發(fā)揮,功率分配與電池參數(shù)耦合,主動(dòng)式混合電池儲(chǔ)能系統(tǒng)功率分配可控,并且可以約束電池的 SOC。(2)以三元電池為研究對象,設(shè)計(jì)了不同區(qū)間和倍率下的電池循環(huán)壽命實(shí)驗(yàn),利用電池測試設(shè)備進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn);從電池容量、累計(jì)能量變化兩個(gè)方面對比分析了兩種鋰離子電池使用方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果,結(jié)果表明優(yōu)化使用方法的電池循環(huán)壽命可以提高6.5%以上,混合電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的累計(jì)放電能量可以提高5.6%以上;利用容量增量曲線的變化特性分析了老化過程中電池循環(huán)壽命衰退特性,10%～85%SOC使用區(qū)間的電池?zé)崃W(xué)損失主要由鋰離子損失造成,而15%～80%SOC使用區(qū)間的電池?zé)崃W(xué)損失包括鋰離子損失和負(fù)極材料損失;結(jié)合電池循環(huán)壽命特性提出了一種考慮能量型電池SOC區(qū)間和倍率的不同類型儲(chǔ)能電池并聯(lián)運(yùn)行優(yōu)化策略。(3)提出了考慮能量型電池循環(huán)壽命和并網(wǎng)功率波動(dòng)率的可變?yōu)V波時(shí)間常數(shù)功率分配能量管理策略;提出了考慮電池充放電效率、DC/AC變流器效率、DC/DC變換器效率的電池容量配置策略;以風(fēng)電場儲(chǔ)能為例,對比分析了僅有能量型電池的功率分配、定濾波時(shí)間常數(shù)功率分配和可變?yōu)V波時(shí)間常數(shù)功率分配策略仿真結(jié)果,結(jié)果表明優(yōu)化能量管理策略既可以充分發(fā)揮功率型電池的高功率特性,也可以將能量型電池SOC控制在一定范圍內(nèi),避免電池過充或過放,進(jìn)而延長能量型電池使用壽命。論文共包含圖55幅,表7個(gè),參考文獻(xiàn)88篇。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM912
【圖文】：

主動(dòng)混合儲(chǔ)能拓?fù)銯ig.l一Activehybdd.ne唯妙呂加住鳴e勿PO】ogies

三元材料電池的《犯V.S《X二測試曲線

圖２－４鋰離子電池ＯＣＶ－ＳＯＣ曲線逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2776450