镍氢电池组快速充电功率预测方法

发布时间：2017-08-23 20:40

  本文关键词：镍氢电池组快速充电功率预测方法

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【摘要】：随着科技不断的进步,人们越来越意识到能源的重要性。近两年来,因为雾霾的天气给人们的起居生活带来了诸多不便,环境、能源的问题已经被人们放在首要考虑的问题。因此现在科技的发展不是基于破坏环境为代价而实现的。汽车的保有量一年年的增多,交通拥堵,大气污染一直是困扰人们的重大问题之一,因此电动汽车的研发备受大家的关注。而动力电池是电动汽车的核心部件。镍氢动力电池相比于其他电池,可承受大电流充放电、耐过充过放能力强、无污染等优点而被广泛应用。电池快速充电两大优点是：大倍率电流充电和充电时间短,然而在充电后期或过充电过程中采用大倍率电流充电会使得电池发生极化反应(如电化学极化以及浓差极化),极化反应使得离子扩散速度减慢、电子在电极表面转移的速度减慢,进而会阻碍电池的正常反应速度,使得电池析气,进而导致电池内压会急剧上升,对电池有一定的损耗,且还会导致电池出现漏夜现象,长期如此会缩短电池寿命。本文研究了电池内压与电池充电时电极反应的速率、离子传递速率的关系,验证了电池内压可以标识电池的充电功率可接受能力。根据镍氢电池的特性设计内阻、开路电压的实验,对实验数据进行处理分析,验证了内压比极化电压更能表明电池的状态。在不同的条件下,对镍氢电池进行充放电实验,实时记录镍氢电池的内压、电流的变化,确定电池内压的影响因素。通过实验建立内压与充电电流之间动态模型,提出了一种在电池充电过程中通过内压预测电池充电功率的方法,在Siumlink中搭建仿真模型对预测算法进行验证。充电功率预测可以实现电池高效且不破电池寿命的快速充电。
【关键词】：镍氢电池 内压 快速充电 预测方法 建模
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 镍氢电池的应用现状与发展9-10
• 1.3 镍氢电池的充电的方法研究10-12
• 1.4 本课题的研究目的及意义12-13
• 1.5 本课题的研究内容13-14
• 第二章 镍氢电池的内压形成机制14-20
• 2.1 镍氢电池(MH-NI)的工作原理14-15
• 2.2 镍氢电池(MH-NI)的内压研究15-18
• 2.2.1 镍氢电池(MH-NI)的内压的产生15-18
• 2.2.2 影响镍氢电池的内压的因素18
• 2.3 本章小结18-20
• 第三章 镍氢电池动力学模型20-35
• 3.1 电池建模20
• 3.2 镍氢电池的等效电路模型20-22
• 3.2.1 常见的电池模型20-22
• 3.3 镍氢电池的开路电压22-26
• 3.3.1 电池电压22-23
• 3.3.2 不同SOC的开路电压特性23-26
• 3.4 镍氢电池内阻特性26-31
• 3.4.1 电池内阻26-27
• 3.4.2 内阻测量方法27
• 3.4.3 不同温度对于电池内阻的影响27-30
• 3.4.4 不同电流对电池内阻的影响30-31
• 3.5 镍氢电池模型的建立31-32
• 3.6 电池极化电压与内压变化32-33
• 3.7 本章小结33-35
• 第四章 镍氢电池内压特性35-44
• 4.1 实验条件35
• 4.2 准备电池35-38
• 4.3 镍氢电池的内压特性38-42
• 4.3.1 内压的测量方法38
• 4.3.2 不同充电功率对镍氢电池内压影响38-41
• 4.3.3 温度对镍氢电池内压的影响41-42
• 4.3.4 电池充电后期静置内压变化42
• 4.4 本章小结42-44
• 第五章 功率预测方法44-54
• 5.1 建立内压与温度的数学模型44-46
• 5.2 建立内压与充电功率的数学模型46-50
• 5.3 功率预测方法50-51
• 5.4 仿真验证51-53
• 5.5 本章小结53-54
• 第六章 结论与展望54-56
• 6.1 研究结论54-55
• 6.2 展望55-56
• 参考文献56-59
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文59-60
• 致谢60

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本文编号：727241