動力電池系統(tǒng)是電動汽車的核心部件之一。其中的電池管理系統(tǒng)發(fā)揮著不可替代的作用,連接著駕駛員與電池組、電池組與整車管理系統(tǒng)。為了安全、合理而有效地利用動力電池組中的能量,需要開發(fā)一款優(yōu)秀的動力電池管理系統(tǒng)。而建立合理的電池機(jī)理模型,可以深入認(rèn)識動力電池特性,有效地提高狀態(tài)估計的精度和實用性。動力電池的狀態(tài)估計是電池管理系統(tǒng)其他算法和能量分配策略的依據(jù),是電池管理系統(tǒng)中最核心的技術(shù)。動力電池的狀態(tài)估計包括荷電狀態(tài)SOC（State of Charge）估計和健康狀態(tài)SOH（State of Health）估計等,合理而精確的狀態(tài)估計有利于制定合理的電池使用策略,從而充分利用電池能量,延長動力電池使用壽命。本文以車用磷酸鐵鋰（LiFePO₄）動力電池為研究對象,對動力電池系統(tǒng)建模和狀態(tài)估計等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,主要研究內(nèi)容及成果如下:首先,根據(jù)電池材料的不同,分析了現(xiàn)有動力電池的性能指標(biāo),結(jié)合鋰離子電池材料的充放電特性,建立了反映鋰離子電池額定容量損失的機(jī)理模型,并結(jié)合模型對造成動力電池額定容量損失的自放電損耗、低溫?fù)p耗、循環(huán)衰減等因素進(jìn)行了定量分析,并給出了鋰離子動力... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

動力電池SOH預(yù)測方法歸納圖

要為鋰離子在正極材料和負(fù)極材料之間進(jìn)行嵌入和脫嵌。為了增加反應(yīng)面積，正負(fù)極材料通常被制作成顆粒形式，涂附在集流體上，通過粘合劑集中在一起，正負(fù)極材料通過集流體收集電子并連接外電路。電解液存在于正負(fù)極電極顆粒和粘合劑的縫隙之中，在正負(fù)極之間傳遞鋰離子。電池正負(fù)極通過隔膜隔開，電子不能通過，但是鋰離子可以通過，這樣電池內(nèi)部回路即可由鋰離子轉(zhuǎn)移實現(xiàn)，電池外部回路由電子轉(zhuǎn)移實現(xiàn)。電池放電時，負(fù)極材料中脫嵌出鋰離子，鋰離子進(jìn)入電解液，穿越隔膜達(dá)到正極，嵌入到正極材料之中。同時，負(fù)極材料釋放出電子，負(fù)極集流體收集電子，經(jīng)過外電路到達(dá)正極集流體，與正極材料中嵌入的鋰離子達(dá)到電荷平衡。電池的充電過程則是鋰離子從正極脫嵌進(jìn)入負(fù)極的過程，不再詳細(xì)敘述。在正常的充放電反應(yīng)之外，電池也會產(chǎn)生一些副反應(yīng)，造成鋰離子的損失，在宏觀層面上即形成電池容量的衰減[94,95]。

圖 2-5 實驗用單體 LiFePO4電池規(guī)格參數(shù)圖要性能參數(shù)如表 2-3 所示：表 2-3 實驗用單體 LiFePO4電池性能參數(shù)表定容量 40Ah量密度 150Wh/kg作電壓充電截止電壓 放電截止電壓 充電電流 ≤3C放電電流恒電流 脈沖電流 放電電流 0.3C80%DOD ≥2

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[9]我國電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈延伸發(fā)展的關(guān)鍵要素分析與對策[J]. 許愛萍.  科技與經(jīng)濟(jì). 2015(02)
[10]解讀電動汽車動力電池管理系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)[J]. 姜久春.  高科技與產(chǎn)業(yè)化. 2015(02)

博士論文
[1]車用鋰離子電池機(jī)理模型與狀態(tài)估計研究[D]. 韓雪冰.清華大學(xué) 2014
[2]新型固態(tài)化鋰二次電池及相關(guān)材料的制備與性能研究[D]. 譚國強.北京理工大學(xué) 2014
[3]純電動汽車磷酸鐵鋰電池性能研究[D]. 李哲.清華大學(xué) 2011

碩士論文
[1]車載磷酸鐵鋰電池組動態(tài)工況下SOC預(yù)估算法研究[D]. 王樹明.武漢理工大學(xué) 2013
[2]純電動汽車鋰動力電池能量狀態(tài)估算算法研究[D]. 王海峰.吉林大學(xué) 2012
[3]磷酸鐵鋰動力電池組性能測試與分析[D]. 魏五星.武漢理工大學(xué) 2010



本文編號：3134571