基于Thevenin的锂离子动力电池建模实验研究
2018-04-25,,,
计算机测量与控制 2018年4期
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(1.广东海洋大学 电子与信息工程学院,广东 湛江 524088;2.河南工学院 电气工程系,河南 新乡 453003)
0 引言
锂电池荷电状态[1](state of charge,SOC)是动力电池组工作时的重要参数,可以为电池管理系统提供控制依据,其估计精度制约着系统优劣。但是SOC不能直接测量,由于电池本身是密闭的电化学反应,且电池组工作时电流变化剧烈,使得锂电池系统具有很强的非线性而难以精确建模。目前的锂离子电池模型[2]以纯数学模型、电化学机理模型、等效电路模型等为主,其中最常用的为等效电路模型。等效电路模型很好地描述了锂离子电池的电化学反应过程,其表达式简单,且等效电路模型非常容易转换为状态空间模型,可以应用于各种SOC估算算法,因此应用最为广泛。
锂电池充放电过程中电池内部发生着剧烈的电化学反应,温度、电流、使用次数等各种因素均会影响电池的各种指标。作为电池的重要参数,SOC有着多而复杂的影响因素,根据当今广泛认可的分类方法,可以分为可恢复性因素和不可恢复性因素两大类[3]。其中不可恢复因素对SOC造成的影响是不可逆的,这些因素和电池的制造工艺及是否使用恰当有关,不能通过后期保护修正,文中着重研究可恢复因素对SOC的影响,电解液密度的变化会导致锂电池开路电压(open circuit voltage,OCV)的规律性变化,且其最直观的表现就是电池内部的欧姆电阻和极性电阻值发生的变化;温度变化可以影响电池的化学反应,当温度在正常工作范围内升高时,可以使电池输出更多的能量,而锂电池工作温度过低,将停止释放能量。……
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