近年來,以超級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)和純電動(dòng)汽車為代表的新能源領(lǐng)域快速崛起,該領(lǐng)域包括對(duì)電池管理系統(tǒng)（Battery Management System,BMS）技術(shù)在內(nèi)的研究。在BMS中電池荷電狀態(tài)（State Of Charge,SOC）和健康狀態(tài)（State Of Health,SOH）預(yù)測(cè)是其核心功能之一,有效的SOC和SOH預(yù)測(cè)可以優(yōu)化設(shè)備的能量管理、提高能量利用效率、延長(zhǎng)電池的使用壽命,因此開展對(duì)鋰電池SOC和SOH的研究極具價(jià)值。論文首先研究了鋰電池的主要特性,并從影響電池狀態(tài)預(yù)測(cè)因素的角度出發(fā),分別設(shè)計(jì)了環(huán)境溫度對(duì)電池實(shí)際容量和內(nèi)阻影響實(shí)驗(yàn),以及放電倍率對(duì)電池實(shí)際容量和內(nèi)阻的影響實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)相關(guān)外部因素進(jìn)行控制,避免狀態(tài)預(yù)測(cè)失效現(xiàn)象的發(fā)生。然后建立了DP-Thevenin等效電路模型并推導(dǎo)出模型函數(shù)表達(dá)式,分別通過脈沖電壓特性曲線法和遞推最小二乘法,結(jié)合脈沖放電實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了電池模型參數(shù)的辨識(shí)。并以電流作為模型輸入,通過對(duì)比模型輸出電壓與實(shí)際電壓值完成模型精度驗(yàn)證。結(jié)果表明,所建立的電池模型精度高,模型輸出電壓平均誤差低于5mV。接下來利用所建立的電池模型結(jié)合EKF算法在Simu... 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電池神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型示意圖

鋰電池工作時(shí)主要依靠鋰離子在電池正極和負(fù)極之間的往復(fù)移動(dòng)來釋放或蓄積能量。鋰電池在制造時(shí)其正負(fù)極均浸入電解質(zhì)混合物中。當(dāng)電池放電時(shí),鋰離子由負(fù)極材料脫出通過電解質(zhì)溶液穿過隔膜向電池正極移動(dòng)并嵌入電池正極,外電路的電子也由負(fù)極向正極移動(dòng)產(chǎn)生電流,由于電池正極得到電子,因此發(fā)生還原反應(yīng),負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng);反之當(dāng)電池充電時(shí),鋰離子由正極脫離穿過電池隔膜向電池負(fù)極移動(dòng),并最終嵌入負(fù)極,外電路中的電子也由正極向負(fù)極移動(dòng),此時(shí)正極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),負(fù)極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。圖2-1為鋰離子電池基本組成示意圖[54]。鋰離子電池氧化還原反應(yīng)是理想的可逆反應(yīng)過程,其內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)過程如下(M代表鈷、錳等金屬陽離子,以碳為負(fù)極):

此外,鋰離子電池的OCV與SOC在正常充放電區(qū)間內(nèi)存在單調(diào)遞增變化的函數(shù)關(guān)系[55],如圖2-2所示。在相同的SOC點(diǎn)處,充電和放電狀態(tài)時(shí)的開路電壓曲線數(shù)值相差很小,曲線幾乎重合。由此可見,相同荷電狀態(tài)下鋰離子電池的開路電壓值與流過該電池的電流方向無關(guān),即OCV與SOC對(duì)應(yīng)關(guān)系不隨電池充電而發(fā)生改變,這種函數(shù)關(guān)系通常是鋰離子電池狀態(tài)預(yù)測(cè)的基本依據(jù)之一。(2)電池工作電壓

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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