本文關(guān)鍵詞：動(dòng)力鋰離子電池并聯(lián)衰退機(jī)理分析

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【摘要】：摘要：隨著鋰離子電池在電動(dòng)汽車(chē)及儲(chǔ)能領(lǐng)域里的廣泛應(yīng)用,鋰電池成組技術(shù)逐漸成為研究的熱點(diǎn),但是,單體電池的不一致性嚴(yán)重影響到電池組的容量,性能,壽命,安全等多個(gè)方面。本文以磷酸鐵鋰和三元電池為研究對(duì)象,主要針對(duì)并聯(lián)電池組壽命衰退影響因素及成組優(yōu)化展開(kāi)研究,具體研究?jī)?nèi)容和成果如下： (1)搭建了并聯(lián)電池組充放電測(cè)試平臺(tái),選取了老化狀態(tài)不同的電池進(jìn)行并聯(lián)測(cè)試,對(duì)支路電流不平衡情況進(jìn)行了詳細(xì)的分析；基于電池參數(shù)隨SOC的變化規(guī)律,提出了SOC累積效應(yīng)計(jì)算方法；針對(duì)磷酸鐵鋰和三元兩種不同類(lèi)型電池,說(shuō)明了OCV對(duì)并聯(lián)不平衡電流的作用機(jī)制。為壽命衰退機(jī)理的分析打下基礎(chǔ),明確了成組優(yōu)化目標(biāo)。 (2)制定了完善的并聯(lián)電池組壽命測(cè)試方案,分別通過(guò)等效電路模型參數(shù)分析,不平衡電流分析,dQ/dV峰值曲線分析,對(duì)不同類(lèi)型,不同不一致程度組合的并聯(lián)電池組壽命衰退因素進(jìn)行了研究,詳細(xì)分析了內(nèi)阻、極化和容量對(duì)電池不平衡電流的影響,不平衡電流對(duì)電池組老化的影響,以及并聯(lián)電池與單體電池老化機(jī)理的異同,對(duì)比了不同類(lèi)型電池的作用機(jī)理,得出并聯(lián)電池組衰退速率最大影響因素為電池間不一致程度的結(jié)論。 (3)基于等效電路模型的方法和基于充放電曲線二分法,分別建立了兩種并聯(lián)電池組不平衡電流的仿真模型。同時(shí)通過(guò)實(shí)際的測(cè)試數(shù)據(jù)驗(yàn)證了兩種方法的仿真精度,并對(duì)兩種方法進(jìn)行比較,指出兩種方法各自的適用條件和適用范圍。另外針對(duì)并聯(lián)電池組的仿真方法進(jìn)行擴(kuò)展,并提出了兩種基于模塊化的混聯(lián)電池組的仿真方法。 (4)研究了電池內(nèi)阻、容量、初始SOC、充放電倍率等單一變量對(duì)支路電流的影響程度,提出了容量和內(nèi)阻的匹配方法,以及淺充淺放和末期靜置的電池組使用方法,對(duì)比了先串后并和直接并聯(lián)兩種連接方式下電流不平衡度,并基于先串后并的基本思路,評(píng)價(jià)了最小單元模塊化的重要性；針對(duì)不同并聯(lián)和串聯(lián)數(shù)量的最小單元拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),提出了一種分析連接方式對(duì)電池組性能影響的研究方案。綜合分析了串并聯(lián)電池?cái)?shù)量對(duì)電池組不平衡電流的影響,為實(shí)現(xiàn)電池優(yōu)化篩選、優(yōu)化成組、優(yōu)化運(yùn)行提供引導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 并聯(lián)電池組 不平衡電流 容量衰退 老化機(jī)理 并聯(lián)仿真 基本單元模塊 成組優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM912
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 研究背景11
• 1.2 鋰離子電池并聯(lián)成組應(yīng)用現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀12
• 1.2.2 電網(wǎng)儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀12-13
• 1.3 動(dòng)力電池組一致性研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 鋰離子電池壽命研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4.1 單體電池容量衰退研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4.2 電池組壽命影響因素研究現(xiàn)狀17
• 1.5 課題研究意義與內(nèi)容17-21
• 第2章 并聯(lián)電池組充放電測(cè)試與特性分析21-31
• 2.1 并聯(lián)電池組實(shí)驗(yàn)平臺(tái)21-23
• 2.2 并聯(lián)電池組充放電特性分析23-30
• 2.2.1 并聯(lián)電池組支路電流差異23-25
• 2.2.2 并聯(lián)電池組環(huán)流特性25-27
• 2.2.3 并聯(lián)支路SOC累積等效計(jì)算27-29
• 2.2.4 不同類(lèi)型電池的電流不平衡度29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第3章 并聯(lián)電池組壽命測(cè)試與衰退機(jī)理31-53
• 3.1 并聯(lián)電池組循環(huán)壽命實(shí)驗(yàn)31-36
• 3.1.1 并聯(lián)電池組壽命實(shí)驗(yàn)方案31-34
• 3.1.2 并聯(lián)電池組壽命實(shí)驗(yàn)平臺(tái)34-36
• 3.2 并聯(lián)電池組壽命測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果36-40
• 3.2.1 磷酸鐵鋰電池并聯(lián)電池組衰退結(jié)果36-38
• 3.2.2 三元電池并聯(lián)電池組衰退結(jié)果38-40
• 3.3 并聯(lián)電池組退化機(jī)制分析40-51
• 3.3.1 內(nèi)阻、極化特性分析40-43
• 3.3.2 并聯(lián)電池組不平衡電流分析43-48
• 3.3.3 dQ/dV峰值曲線、鋰離子及活性材料損失分析48-51
• 3.4 本章小結(jié)51-53
• 第4章 并聯(lián)電池組仿真方法53-65
• 4.1 基于等效電路狀態(tài)方程建模53-58
• 4.1.1 單體電池電路模型53-54
• 4.1.2 并聯(lián)電池組電路及模型54-57
• 4.1.3 模塊化混聯(lián)電池組仿真57-58
• 4.2 基于充放電曲線的二分法建模58-61
• 4.2.1 單體電池充放電仿真58
• 4.2.2 并聯(lián)電池組仿真58-61
• 4.2.3 模塊化混聯(lián)電池組仿真61
• 4.3 兩種仿真方法比較61-62
• 4.4 本章小結(jié)62-65
• 第5章 鋰離子電池并聯(lián)成組優(yōu)化65-81
• 5.1 單一參數(shù)變量對(duì)不平衡電流影響65-69
• 5.1.1 內(nèi)阻和極化不一致65-66
• 5.1.2 容量不一致66-67
• 5.1.3 初始SOC不一致67-68
• 5.1.4 充放電倍率對(duì)不平衡電流影響68-69
• 5.2 電池并聯(lián)數(shù)量方案選擇69-73
• 5.2.1 短板電池影響的并聯(lián)電池組69-72
• 5.2.2 基于正態(tài)分布的并聯(lián)電池組72-73
• 5.3 并聯(lián)電池組改進(jìn)方法73-78
• 5.3.1 充放電方式的改進(jìn)73-75
• 5.3.2 先串后并對(duì)并聯(lián)電池組的改善75-76
• 5.3.3 基本單元模塊76-78
• 5.4 本章小結(jié)78-81
• 第6章 總結(jié)與展望81-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 作者簡(jiǎn)歷87-91
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集9

【參考文獻(xiàn)】

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3 孟祥峰;孫逢春;林程;王震坡;;動(dòng)力電池循環(huán)壽命預(yù)測(cè)方法研究[J];電源技術(shù);2009年11期

4 管道安;劉強(qiáng);彭元亭;唐致遠(yuǎn);;20Ah鋰離子動(dòng)力電池倍率放電容量衰減的研究[J];廣州化工;2008年03期

5 張維戈;時(shí)瑋;姜久春;姜君;張彩萍;孫丙香;;動(dòng)力鋰離子電池串并聯(lián)仿真技術(shù)研究[J];電網(wǎng)技術(shù);2012年10期

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9 張維戈;時(shí)瑋;張言茹;馬澤宇;陳大分;王玉坤;;大容量鋰離子電池的并聯(lián)性能評(píng)估與等價(jià)性分析[J];電網(wǎng)技術(shù);2014年06期

10 張言茹;姜久春;張維戈;時(shí)瑋;姜君;;儲(chǔ)能工況下磷酸鐵鋰電池動(dòng)態(tài)辨識(shí)方案研究[J];電源技術(shù);2014年11期

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本文編號(hào)：1046884