锂离子电池等效电路模型及参数辨识方法研究

分析了锂离子电池等效电路模型的精度和计算量,选用Thevenin模型作为锂离子电池等效电路模型,用最小二乘法在HPPC试验工况下对模型参数进行辨识,并选用端电压为基准值在工况下进行验证。结果表明,Thevenin模型可以较好地反映锂电池端电压变化规律,模型精度足以满足So C估算对等效电路模型的要求。     

电动汽车用磷酸铁锂离子电池的PNGV模型分析

以国产新型150Ah磷酸铁锂离子电池为研究对象,分别对其在0℃和30℃的PNGV模型参数进行了辨识。将其内阻参数与电池直流内阻进行对比分析,考核了磷酸铁锂离子电池的PNGV模型在FUDS工况循环下的仿真精度。研究表明:由于温度对磷酸铁锂离子电池特性的影响较为显著,PNGV等效电路模型的仿真精度会随着初始温度的变化有所波动,所以为了保证仿真效果,必须在更多的温度点上进行参数辨识并进行优化;PNGV等效电路模型适用于城市工况下的仿真。     

铅酸动力电池高阶PNGV改进模型研究

为了提高动态工况下铅酸动力电池荷电状态(SOC)的估算精度,针对现有Thevenin模型和PNGV模型仅有一个极化环节、动态工况下暂态响应精度不高的缺点,进行了铅酸动力电池等效电路模型的改进研究。在PNGV模型基础上增加极化环节,建立了改进高阶PNGV等效电路模型和对应的Simulink模型。采用高速可编程电子负载和电压电流数据采集卡搭建实验平台、以EVF-38铅酸动力电池为对象进行了不同倍率放电、脉冲放电和动态工况放电实验,根据采集的实验数据,运用遗传算法(GA)对改进模型极化环节参数在电流加载和卸载条件下分别进行了辨识。将动态工况下模型输出的仿真电压与实验实测电压进行比较,验证了模型的精度。改进后的高阶PNGV模型脉冲放电和动态工况仿真端电压最大相对误差分别为0. 986%和2. 155%,相对于原PNGV模型,动态工况实验仿真精度最大提高了1. 313%,实验结果验证了铅酸动力电池高阶PNGV改进模型具有更好的准确性和动态性能。     

MH/Ni电池等效电路模型的研究

根据MH/Ni电池的特性实验,建立了一种考虑到MH/Ni电池的电压迟滞特性的等效电路模型.以45 Ah MH/Ni电池为实验对象,基于电池脉冲实验数据,运用最小二乘法进行模型参数的辨识;通过测试和迟滞电压Vh=0的设定,得出了MH/Ni电池的迟滞电压随充放电时间的响应曲线.使用Matlab/Simulink建立了MH/Ni电池的等效电路仿真模型,仿真与实验的数据表明:考虑了迟滞电压的模型端电压,最大误差低于5 mV;未考虑迟滞电压的模型端电压,最大误差大于10 mV.     

锂离子动力电池电路模型的频率特性分析

针对动力系统的不同和行驶工况的差异,锂离子动力电池电路模型具有不同的适用性。以铁路客车锂离子动力电池模型研究为背景,选取电路模型分析其本身具有的频率特性,推导出截止频率的计算公式。以功率型锰酸锂串联电池组为例,完成等效电路模型的参数辨识,由辨识得到的结果计算出一阶Thevenin模型和PNGV模型的截止频率。对比两类模型在全SOC区间的频带宽度和周期特性,定量分析各自不同的适用范围,指出一阶Thevenin模型的低通滤波特性和PNGV模型的带通滤波特性。通过分析表明,针对频率特性一阶Thevenin模型较PNGV模型更适合于铁路客车电池模型仿真,为进一步研究铁路客车电池建模提供依据。     

用于电动汽车SOC估计的等效电路模型研究

从适用于电动汽车锂离子电池荷电状态(SOC)估计的等效电路模型出发,对Rint、RC、Thevenin、PNGV和GNL等模型进行了归纳和总结,着重介绍了PNGV等效电路模型的基本原理、参数辨识过程及其研究现状。针对PNGV模型,进行模型电路的结构和参数辨识的优化,从而使电池模型在整个生命周期内都能真实且准确地反映出电池的实际属性,将会是今后该领域研究和应用的重点。     

HEV用MH/Ni电池管理系统

根据混合动力汽车(HEV)对MH/Ni电池组的应用要求,设计了电池管理系统.采用模块式结构,实现了对40组电池模块运行数据的实时精确采集,为准确判断电池的状况和估算电池的荷电状态(SOC)提供了依据.系统采用气体压力变化作为蓄电池组充电的控制参数,具有较强的抗干扰功能,丰富的故障诊断功能和可靠的CAN总线通讯功能.在HEV中的实际应用表明:系统运行良好,对MH/Ni电池组的SOC预测精度达到5%以内.     

电动车辆锂离子电池电路模型适用性研究

分析了三种典型等效电路模型对锂离子电池工况充放电的仿真精度与适用性,结果表明,Thevenin模型具有良好的仿真性能和适应性,能够反映锂离子电池的实际工作特性。     

双极叠层M H/Ni电池的研究

双极叠层MH/Ni电池是很好的混合电动车(HEV)用高比功率电池,能够提供较高的电压和功率密度,与传统的圆柱形和方形MH/Ni电池相比,它具有性能上和成本上的双重优势.实验采用特殊的密封技术,制成包含5只单体电池的叠层电池,并测试其电化学性能,认为封口活化的贫液设计电池性能较好,进一步优化了电池设计.     

HEV用MH/Ni电池的贮存性能

在HEV用MH/Ni电池的设计中,研究了添加Ni粉、Co粉及提高CoO的加入量对MH/Ni电池贮存性能的影响,结果表明:正极中加入较多的Ni粉或提高CoO的加入量均能够提高MH/Ni电池的贮存性能.正极中Ni粉的加入量从0%提高到10%和20%时,MH/Ni电池贮存后的容量衰减率分别降低了3.9%和6.6%;正极中CoO的加入量由5%提高到15%,MH/Ni电池贮存后的容量衰减率降低了4.9%.采用Co粉作添加剂时,在一定程度上修复了遭受破坏的CoOOH导电网络,改善了MH/Ni电池初期的贮存性能.     

电动车用MH/Ni电池的充放电特性

通过研究电动车用MH/Ni电池在不同的电流下的充放电特性、温度特性以及在不同SOC点的充电效率特性 ,为MH/Ni电池物理模型的建立 ,参数的识别以及MH /Ni电池在电动车上的应用提供实验依据。试验结果表明 :对于在电动汽车及混合动力汽车上的应用 ,MH/Ni电池比传统的铅酸电池具有更多优点。     

HEV用MH/Ni电池系统的研发现状

综述了混合动力电动车(HEV)用氢镍(MH/Ni)电池系统的国内外发展状况.对现阶段国内相关系统有待进一步改善的电池一致性、超高功率充电接受、荷电态(SOC)精确估算和价格等进行了分析.     

电动车用MH-Ni动力电池

对近年来电动车用MHNi动力电池开发动向进行了简要综述。从动力电池角度而言,MHNi电池与现有正开发的各种电池相比,具有更强的现实应用性,其比能量已与锂离子电池水平相当,体积比功率甚至高于锂离子电池水平;从发展态势上看,MHNi动力电池主要有适合纯电动车用的高能MHNi动力电池和适合混合动力车使用的高功率MHNi动力电池,不同类型的动力电池有着不同的电池结构设计及电极组成。与此同时,对构成其电极的活性物质成分、一些改性措施及存在的问题、发展趋势及国内MHNi动力电池发展等进行了评述     

三类常用电动汽车电池模型的比较研究

为了解决电动汽车仿真时电池模型的选择问题,对神经网络模型、简化的电化学模型和等效电路模型三类常用电池模型的性能和适用范围进行比较研究。基于镍氢电池组试验数据,选取三类模型的代表性模型:反向传播(BP)神经网络模型、简化的电化学组合模型和美国新一代汽车合作伙伴计划(PNGV)模型,从变电流工作状态和恒电流工作状态两方面进行具体分析。研究表明,等效电路模型具有更好的综合性能。     

混合电动轿车用MH-Ni动力电池的研制

介绍了混合电动轿车用MH-Ni动力电池的研制.通过调整和改进正极配方,开发MH-Ni动力电池专用贮氢合金粉,以及设计全新的双头封口电池结构,提高了电池的高倍率充放电性能和高低温性能,能量密度＞56Wh/kg,功率密度＞700W/kg,浮充循环寿命＞10万次.     

高功率动力MH/Ni电池组的研制

为了满足混合动力汽车等众多领域的迫切需求,详细介绍了高功率动力MH/Ni电池组研制的主要原则、重点措施和电池性能测试结果等.动力MH/Ni电池的质量比能量达到50～60Wh/kg,稳定的重量比功率输出达到400～530W/kg,具有良好的综合性能,中国动力MH/Ni电池已经达到较高水平,并在电动车辆、电动工具、航空等众多领域展示出广阔的应用前景.     

修正RC模型混合动力车用氢镍蓄电池SOC预测

根据混合动力汽车动力蓄电池瞬时脉冲大电流充放电工作特点,提出了一种能够实时动态估计氢镍蓄电池SOC的新方法。结合蓄电池当前状态和历史使用因素共同确定蓄电池初始SOC,并利用修正的RC模型,通过合理分配权值综合运用电量累计法和开路电压法进行蓄电池的SOC预测,电量累计考虑充放电效率和寿命因素影响,开路电压利用卡尔曼滤波法求解。最后,通过台驾试验验证算法的准确性,结果表明,SOC预测误差可控制在6%以内,满足混合动力汽车工作要求。