一种蓄电池剩余电量估算新方法

发布时间：2017-08-29 14:14

  本文关键词：一种蓄电池剩余电量估算新方法

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【摘要】：蓄电池作为一种储能设备,在社会生产和人们生活中得到广泛地应用。但是蓄电池的不一致性、充放电控制方法、工作环境等因素制约着系统的性能,往往这些因素造成蓄电池在实际使用过程中达不到设计的要求,而这些难点都对蓄电池剩余电量估算有着最直接的影响。因此,本文旨在研究如何准确估算蓄电池的剩余电量,结合现有方法,做出重要改进后提出了一种估算新方法并建立其模型,以实现蓄电池剩余电量的在线估算。本文采用了磷酸铁锂蓄电池作为研究对象,概述了其结构和工作原理,对电池的电压、内阻、充放电电流、容量、环境温度等进行分析研究。发现了随着循环充放电次数增多,蓄电池内阻变大,电压回升率变大的特点,进而提出了蓄电池的健康因子,由此来表征蓄电池健康状况的变化,对模型中的参数特性做了充足的分析。设计了一套合理的实验平台来进行大量的充放电实验,记录了磷酸铁锂蓄电池相关的参数。对数据加以分析处理,确定了模型中的参数,从而确立磷酸铁锂蓄电池的在线估算模型。实验表明该方法估算精度很高,特别是电池老化后精度仍然较好,适用于工程应用。
【关键词】：剩余电量 健康因子 磷酸铁锂 估算模型
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM912
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 绪论14-21
• 1.1 课题研究背景14-15
• 1.1.1 光伏发电的兴起14
• 1.1.2 光伏发电产业的现状及其发展前景14-15
• 1.2 电池管理系统国内外研究现状15-16
• 1.3 磷酸铁锂电池简介16-20
• 1.3.1 磷酸铁锂电池定义16
• 1.3.2 磷酸铁锂电池结构16-17
• 1.3.3 磷酸铁锂电池工作原理17-18
• 1.3.4 磷酸铁锂电池优缺点18-20
• 1.4 论文主要研究内容20-21
• 第二章 电池管理系统综述21-35
• 2.1 蓄电池充放电管理21
• 2.2 蓄电池充放电简介21-25
• 2.2.1 蓄电池充电方法简介21-23
• 2.2.2 磷酸铁锂蓄电池充放电实例23-25
• 2.3 蓄电池剩余电量估计25-30
• 2.3.1 蓄电池剩余电量相关的基本概念和参数26-28
• 2.3.2 磷酸铁锂蓄电池剩余电量估算难点分析28
• 2.3.3 蓄电池剩余电量估算方法简介28-30
• 2.4 蓄电池健康状态30-31
• 2.4.1 蓄电池SOH的定义30-31
• 2.4.2 蓄电池SOH检测方法31
• 2.5 电池组单体均衡简介31-35
• 2.5.1 电池组中单体电池间均衡的意义31-32
• 2.5.2 电池组均衡方法32-35
• 第三章 一种蓄电池剩余电量估算新方法35-44
• 3.1 剩余电量模型35-40
• 3.1.1 电池容量与环境温度的关系35-36
• 3.1.2 健康综合因子36-40
• 3.2 估算模型参数的确定40-41
• 3.2.1 健康综合因子的确定40-41
• 3.3 循环寿命与自放电41-44
• 3.3.1 循环寿命(老化)42
• 3.3.2 自放电42-44
• 第四章 蓄电池剩余电量估算方法的实验验证44-55
• 4.1 实验安排44
• 4.2 磷酸铁锂蓄电池开路电压特性44-45
• 4.2.1 温度对开路电压(OCV)的影响44-45
• 4.2.2 老化程度对开路电压(OCV)的影响45
• 4.3 磷酸铁锂蓄电池电阻特性45-49
• 4.3.1 磷酸铁锂蓄电池内阻检测方法45-46
• 4.3.2 磷酸铁锂蓄电池电阻特性46-48
• 4.3.3 磷酸铁锂蓄电池老化实时曲线还原48-49
• 4.4 磷酸铁锂蓄电池电流特性49-50
• 4.5 在线估算结果分析50-54
• 4.5.1 充电过程分析51-52
• 4.5.2 放电过程分析52-54
• 4.6 蓄电池充放电在线监测54-55
• 第五章 结论与展望55-56
• 5.1 总结55
• 5.2 研究展望55-56
• 参考文献56-59
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况59

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