基于氣液動力學模型的鋰離子電池SOC估算研究
發(fā)布時間:2021-02-15 11:47
精確的電池管理系統(tǒng)(BMS)具有延長電池使用壽命、降低電池全生命周期使用成本、提高電池安全性等功能。精準的荷電狀態(tài)(SOC)是衡量電池健康狀態(tài)(SOH)、功率狀態(tài)(SOP)、充/放電控制、能量分配以及電量均衡等的重要依據(jù),與電池剩余電量及做功能力密切相關。由于在行車過程中無法通過傳感器直接測量電池荷電狀態(tài),因此,SOC在線估算技術被認為是電池管理系統(tǒng)研究與設計的核心,也是難點之一,建立精確的電池模型是解決該難題的關鍵。本文基于氣液物理原型建立了一種全新的氣液動力學電池模型,并依據(jù)模型的狀態(tài)方程推導SOC估算迭代公式,設計SOC估算算法。選擇方形三元鋰離子電池作為研究對象,搭建電池測試平臺并對電池進行混合動力脈沖能力特性(HPPC)、倍率、老化及三種工況(DST、GB/T 31484純電動乘用車主放電工況、NEDC)測試以獲得研究與改進模型的數(shù)據(jù)。具體研究內容概括如下:(1)建立氣液物理原型參數(shù)與電池外特性參數(shù)之間的對應關系:闡明氣液物理原型與電池同為儲能系統(tǒng)的建模思想,描述氣液物理原型組成結構、工作原理。(2)構建氣液動力學模型:分析氣液動力學模型三種狀態(tài),即工作前的穩(wěn)態(tài)、充入或放出氣...
【文章來源】:江蘇大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
世界部分國家禁售燃油車年份Fig.1.2Thetimetobanthesaleoffuelcarsinsomecountries我國發(fā)展傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)起步較晚,近年來,雖然國內自主品牌汽車已占據(jù)一
圖 1.3 我國動力電池企業(yè)分布Fig. 1.3 The distribution of power battery enterprises in China但是,國內發(fā)生的電動汽車起火事故也居世界首位。據(jù)報道,在 2017 年年國內外共發(fā)生 9 起電動汽車起火事件,其中,國內涉及起火事件達到 8 起然電池在裝車之前需要全部通過國家強制安全測試法規(guī),但是電動汽車著火時有發(fā)生,因為車輛起火是復雜的綜合因素導致的[1,2]。單體電池提供的電壓和電流非常有限,無法直接滿足電動汽車實際使用
圖 1.4 等效電路模型Fig. 1.4 Equivalent circuit model電池 SOC 估算方法研究現(xiàn)狀前,電池 SOC 估算方法很多,主要有以下兩類:(1)基于電池物如比重法、密度法、放電實驗法、電流積分法、開路電壓法等;(2算模型及系統(tǒng)辨識的方法如各種卡爾曼濾波算法、神經(jīng)網(wǎng)絡算法、、支持向量機和觀測器等算法,以下分別介紹幾種常用的 SOC 估算1)比重法與密度法。比重法與密度法估算電池電量的原理相同,酸蓄電池。在鉛酸電池中電解液(稀硫酸)的密度隨著放電深度的,反之則升高。電池剩余電量與電解液密度具有一定的線性關系,(1.5)所示。該方法具有估算成本低、快速、精度高的特點。但應用于開口式鉛酸電池,無法應用于結構及反應原理與鉛酸電池不池。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高鎳三元鋰離子電池高溫存儲性能衰退機理[J]. 王嗣慧,徐中領,杜銳,孟煥平,劉永,柳娜,梁成都. 儲能科學與技術. 2017(04)
[2]電動汽車鋰離子電池管理系統(tǒng)的關鍵技術[J]. 盧蘭光,李建秋,華劍鋒,歐陽明高. 科技導報. 2016(06)
[3]某電動車用三元材料鋰離子電池低溫性能研究[J]. 秦李偉,徐愛琴,梁榮榮,吳飛馳,趙久志,夏順禮. 汽車科技. 2015(02)
[4]工作溫度對磷酸鐵鋰電池SOC影響及研究進展[J]. 羅玲,宋文吉,林仕立,呂杰,陳永珍,馮自平. 新能源進展. 2015(01)
[5]基于二維參數(shù)辨識的蓄電池SOC估計[J]. 張金龍,漆漢宏. 電工電能新技術. 2014(09)
[6]基于單片機的純電動汽車電池管理系統(tǒng)設計[J]. 辛喆,葛元月,薄偉,張云龍,李亞平,楊建為. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2014(12)
[7]鋰離子電池參數(shù)辨識與SOC估算研究[J]. 朱浩,劉云峰,趙策. 湖南大學學報(自然科學版). 2014(03)
[8]蓄電池SOC估算方法綜述[J]. 季迎旭,杜海江,孫航. 電測與儀表. 2014(04)
[9]電動汽車電池管理系統(tǒng)研究進展[J]. 夏正鵬,汪興興,倪紅軍,袁銀男,廖萍. 電源技術. 2012(07)
[10]鋰離子電池SOC與模型參數(shù)聯(lián)合估算研究[J]. 張利,朱雅俊,劉征宇. 電子測量與儀器學報. 2012(04)
本文編號:3034789
【文章來源】:江蘇大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
世界部分國家禁售燃油車年份Fig.1.2Thetimetobanthesaleoffuelcarsinsomecountries我國發(fā)展傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)起步較晚,近年來,雖然國內自主品牌汽車已占據(jù)一
圖 1.3 我國動力電池企業(yè)分布Fig. 1.3 The distribution of power battery enterprises in China但是,國內發(fā)生的電動汽車起火事故也居世界首位。據(jù)報道,在 2017 年年國內外共發(fā)生 9 起電動汽車起火事件,其中,國內涉及起火事件達到 8 起然電池在裝車之前需要全部通過國家強制安全測試法規(guī),但是電動汽車著火時有發(fā)生,因為車輛起火是復雜的綜合因素導致的[1,2]。單體電池提供的電壓和電流非常有限,無法直接滿足電動汽車實際使用
圖 1.4 等效電路模型Fig. 1.4 Equivalent circuit model電池 SOC 估算方法研究現(xiàn)狀前,電池 SOC 估算方法很多,主要有以下兩類:(1)基于電池物如比重法、密度法、放電實驗法、電流積分法、開路電壓法等;(2算模型及系統(tǒng)辨識的方法如各種卡爾曼濾波算法、神經(jīng)網(wǎng)絡算法、、支持向量機和觀測器等算法,以下分別介紹幾種常用的 SOC 估算1)比重法與密度法。比重法與密度法估算電池電量的原理相同,酸蓄電池。在鉛酸電池中電解液(稀硫酸)的密度隨著放電深度的,反之則升高。電池剩余電量與電解液密度具有一定的線性關系,(1.5)所示。該方法具有估算成本低、快速、精度高的特點。但應用于開口式鉛酸電池,無法應用于結構及反應原理與鉛酸電池不池。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高鎳三元鋰離子電池高溫存儲性能衰退機理[J]. 王嗣慧,徐中領,杜銳,孟煥平,劉永,柳娜,梁成都. 儲能科學與技術. 2017(04)
[2]電動汽車鋰離子電池管理系統(tǒng)的關鍵技術[J]. 盧蘭光,李建秋,華劍鋒,歐陽明高. 科技導報. 2016(06)
[3]某電動車用三元材料鋰離子電池低溫性能研究[J]. 秦李偉,徐愛琴,梁榮榮,吳飛馳,趙久志,夏順禮. 汽車科技. 2015(02)
[4]工作溫度對磷酸鐵鋰電池SOC影響及研究進展[J]. 羅玲,宋文吉,林仕立,呂杰,陳永珍,馮自平. 新能源進展. 2015(01)
[5]基于二維參數(shù)辨識的蓄電池SOC估計[J]. 張金龍,漆漢宏. 電工電能新技術. 2014(09)
[6]基于單片機的純電動汽車電池管理系統(tǒng)設計[J]. 辛喆,葛元月,薄偉,張云龍,李亞平,楊建為. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2014(12)
[7]鋰離子電池參數(shù)辨識與SOC估算研究[J]. 朱浩,劉云峰,趙策. 湖南大學學報(自然科學版). 2014(03)
[8]蓄電池SOC估算方法綜述[J]. 季迎旭,杜海江,孫航. 電測與儀表. 2014(04)
[9]電動汽車電池管理系統(tǒng)研究進展[J]. 夏正鵬,汪興興,倪紅軍,袁銀男,廖萍. 電源技術. 2012(07)
[10]鋰離子電池SOC與模型參數(shù)聯(lián)合估算研究[J]. 張利,朱雅俊,劉征宇. 電子測量與儀器學報. 2012(04)
本文編號:3034789
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