温度影响的动力锂电池建模与均衡技术研究
发布时间：2021-01-14 03:16
车载动力电池在使用过程中的安全性和续航时间是制约电动汽车普及的主要因素。本文围绕电池管理系统,从电池建模和均衡电路设计两个方面展开研究,通过设计均衡采集板将理论与实际相结合。借助Matlab仿真工具搭建锂离子仿真模型以及电池组均衡仿真模型,验证建模的准确性跟均衡策略合理性。本文以磷酸铁锂电池作为研究对象,通过对电池在不同温度下的工作特性实验进行研究,总结不同温度下模型参数的变化规律,结合经典的Thevenin电池模型,建立了一种考虑温度影响的动态电池模型,设计了一种基于相邻电池能量转移的主动均衡电路,搭建了锂电池Matlab动态仿真模型,并将动态电池模型应用于设计的非耗散型均衡电路中,进行仿真分析。接下来搭建以DSP为核心的电池电压、电流、温度采集实验平台,将实验平台采集的数据作为电池组均衡和电动力汽车安全运行的依据。最后在Matlab中搭建考虑温度的电池模型跟设计的均衡电路模型,对比普通的模型,新提出的模型在精度跟均衡速度两个方面更优,更加适用于模拟实物电池工作特性,同时也证实设计的均衡方案的合理性。之后,进行实验,包括:电压采集实验、电流采集实验、温度采集实验、电池SOC的估计实验...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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图 2 电池组等效模型Fig.2 Battery pack equivalent model电池剩余容量和额定容量示意图。单体电池用 B1、2B 、2C 、…、n-1C 、nC 是假定的额定容量，用1S 、2S 、…、图 3 单体电池剩余容量等效模型Fig.3 Equivalent model of residual capacity of single battery拟电池内部实际容量的不同用图 3 中高度不同的的柱状
图 3 单体电池剩余容量等效模型Fig.3 Equivalent model of residual capacity of single battery中模拟电池内部实际容量的不同用图 3 中高度不同的的柱状图Sn-1、Sn也有差异。造成这类现象的原因主要是两个方面：一方的原材料不可避免有差异所带来的“先天”不一致性，就算同一值也都不一样[24]；另一方面，电池组为了防尘防水密封封装起部，汽车运行环境的复杂性，各电池处于汽车底盘不同部位，，化学反应的程度受温度影响明显，电池的欧姆内阻、极化电数也不同，就会出现上述的两类现象。为了更直观的体现均衡们做一组参照实验：一组采用均衡控制，一组不采用均衡控制进行充放电测试，为了简化模型，采用四节单体电池串联的电：
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑温度影响的锂电池等效电路建模及研究[J]. 李晓鹏,袁学庆,李博,李亚滨. 电测与仪表. 2019(03)
[2]电动汽车磷酸铁锂电池放电静置电压预测方法[J]. 侯俊伟,李礼夫. 电源技术. 2018(07)
[3]基于LTC3300-1的电动汽车锂电池组主动均衡系统研究[J]. 刘政,张向文,黄斌. 电源技术. 2018(07)
[4]变压器分立的动力电池组主动均衡技术研究[J]. 叶凌云,朱幸,黄添添,朱智娟,宋开臣. 仪器仪表学报. 2018(07)
[5]锂电池性能与温度相关性的基础实验研究[J]. 张立玉,路昭,韦立川,漆鹏程,孟祥兆,康三娜,赵民,金立文. 西安交通大学学报. 2018(05)
[6]基于改进安时积分法估计锂离子电池组SOC[J]. 杨文荣,朱赛飞,陈阳,朱佳斌,薛力升. 电源技术. 2018(02)
[7]电动车辆锂离子动力电池建模方法综述[J]. 胡晓松,唐小林. 机械工程学报. 2017(16)
[8]锂电池组均衡充放电控制策略研究[J]. 梁波,齐江江,李玉忍,王鹏. 西北工业大学学报. 2017(04)
[9]一种锂离子电池荷电状态估计与功率预测方法[J]. 程泽,孙幸勉,程思璐. 电工技术学报. 2017(15)
[10]一种均衡考虑锂电池内部能量损耗和充电速度的多段恒流充电方法[J]. 刘伟,吴海桑,何志超,孙孝峰,杨耕. 电工技术学报. 2017(09)
博士论文
[1]用于寒地的电动汽车锂电池荷电状态估计及均衡策略研究[D]. 冯飞.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]电动汽车电池组均衡系统设计及控制策略研究[D]. 贺虹.吉林大学 2015
[2]电动汽车用锂动力电池组均衡系统开发及其策略研究[D]. 韦德启.合肥工业大学 2015
[3]磷酸铁锂动力电池组主动均衡系统的研究[D]. 邱实.武汉理工大学 2014
本文编号：2976102
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
互联网造车品牌Fig.1Internetcarbrand
图 2 电池组等效模型Fig.2 Battery pack equivalent model电池剩余容量和额定容量示意图。单体电池用 B1、2B 、2C 、…、n-1C 、nC 是假定的额定容量，用1S 、2S 、…、图 3 单体电池剩余容量等效模型Fig.3 Equivalent model of residual capacity of single battery拟电池内部实际容量的不同用图 3 中高度不同的的柱状
图 3 单体电池剩余容量等效模型Fig.3 Equivalent model of residual capacity of single battery中模拟电池内部实际容量的不同用图 3 中高度不同的的柱状图Sn-1、Sn也有差异。造成这类现象的原因主要是两个方面：一方的原材料不可避免有差异所带来的“先天”不一致性，就算同一值也都不一样[24]；另一方面，电池组为了防尘防水密封封装起部，汽车运行环境的复杂性，各电池处于汽车底盘不同部位，，化学反应的程度受温度影响明显，电池的欧姆内阻、极化电数也不同，就会出现上述的两类现象。为了更直观的体现均衡们做一组参照实验：一组采用均衡控制，一组不采用均衡控制进行充放电测试，为了简化模型，采用四节单体电池串联的电：
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑温度影响的锂电池等效电路建模及研究[J]. 李晓鹏,袁学庆,李博,李亚滨. 电测与仪表. 2019(03)
[2]电动汽车磷酸铁锂电池放电静置电压预测方法[J]. 侯俊伟,李礼夫. 电源技术. 2018(07)
[3]基于LTC3300-1的电动汽车锂电池组主动均衡系统研究[J]. 刘政,张向文,黄斌. 电源技术. 2018(07)
[4]变压器分立的动力电池组主动均衡技术研究[J]. 叶凌云,朱幸,黄添添,朱智娟,宋开臣. 仪器仪表学报. 2018(07)
[5]锂电池性能与温度相关性的基础实验研究[J]. 张立玉,路昭,韦立川,漆鹏程,孟祥兆,康三娜,赵民,金立文. 西安交通大学学报. 2018(05)
[6]基于改进安时积分法估计锂离子电池组SOC[J]. 杨文荣,朱赛飞,陈阳,朱佳斌,薛力升. 电源技术. 2018(02)
[7]电动车辆锂离子动力电池建模方法综述[J]. 胡晓松,唐小林. 机械工程学报. 2017(16)
[8]锂电池组均衡充放电控制策略研究[J]. 梁波,齐江江,李玉忍,王鹏. 西北工业大学学报. 2017(04)
[9]一种锂离子电池荷电状态估计与功率预测方法[J]. 程泽,孙幸勉,程思璐. 电工技术学报. 2017(15)
[10]一种均衡考虑锂电池内部能量损耗和充电速度的多段恒流充电方法[J]. 刘伟,吴海桑,何志超,孙孝峰,杨耕. 电工技术学报. 2017(09)
博士论文
[1]用于寒地的电动汽车锂电池荷电状态估计及均衡策略研究[D]. 冯飞.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]电动汽车电池组均衡系统设计及控制策略研究[D]. 贺虹.吉林大学 2015
[2]电动汽车用锂动力电池组均衡系统开发及其策略研究[D]. 韦德启.合肥工业大学 2015
[3]磷酸铁锂动力电池组主动均衡系统的研究[D]. 邱实.武汉理工大学 2014
本文编号：2976102
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