二阶戴维南动力电池等效电路模型建立研究文献综述

 2022-07-10 20:03:07

文献综述

题目:二阶戴维南动力电池等效电路模型建立研究

摘要:随着汽车工业的迅猛发展,传统汽车的广泛使用在给人们带来方便的同时,同时也导致了一系列的资源和环境问题。电动汽车成为各国应对资源短缺和环境污染问题的重要手段。动力电池的在高效利用和循环寿命等方面还存在很多问题亟待解决,这些问题限制着电动车的快速发展。为此,本课题建立动力电池的二阶RC等效电路模型,辨识电路参数。本文介绍了几种典型的电池模型,选取二阶RC模型作为研究对象。对锂电池进行了性能试验,通过HPPC试验对电池模型参数进行辨识。借助Matlab中cftool工具箱对试验数据进行多项式拟合。在Matlab/simulink中搭建仿真模型并进行仿真试验,通过对仿真和试验结果的对比分析,验证了锂电池模型参数辨识的有效性。分析了仿真误差增大的原因,提出了进一步提高电池模型参数精确度的方法。结果表明:该模型可以准确地描述不同工况下的锂电池外特性,随着电池SOC的降低,仿真误差有所增大,当SOC<0.2时,仿真误差增大较明显。

关键字:二阶、戴维南动力电池、等效电路模型 、Matlab/simulink

引言:在汽车诞生的几百年间,汽车被世人称为“改变世界的机器”。由于汽车工业具有很强子、材料、机械等许多行业的先进技术都集于一身,因而其成为了现代工业的支的产业关联度,能够将电柱型产业,被公认为一个国家经济硬实力的综合体现。同时,它也对整个世界经济也起到了极为重要的拉动作用,被喻为世界经济增长的发动机。与此同时,在交通行业高速发展的今天,能源紧缺燃料价格过高成为世界性问题。锂离子电池作为新能源在汽车上的应用有着良好的发展前景。二阶戴维南动力电池等效电路模型的建立与研究能够很好地分析电池的热管理、充放电控制、均衡监测、故障诊断等功能,并将电池 SOC 等信息及时有效地传递给整车控制单元,防止在运行过程中电池发生过充过放的现象,提高电池组工作的可靠性和安全性。

国外的研究现状

1911年12月,以德国的 Mentzer Electronie Gmb H [1]和 Werner Retzlaff 为首的研发团队成功开发的 BADICHEQ[2] 系统,该系统主要通过 RS232 通信,具有显示功能,采用 PWM 技术对充电电流和电压进行控制。但是其单体电池电压均衡采用电阻耗散型,降低了电池组性能。

世界最大的汽车公司之一,通用汽车公司旗下研发的 EVI 电动汽车由 24个动力电池串联组成进行供电,电池可深度充放电430次,放电深度达到 85%,市内行驶里程为123公里,高速公路行驶里程可达 150公里。该系统的安全性和可靠性都比较高。

另外,Smart Guard是由美国 Aerovironment [3]公司所研发出的电池管理系统,该系统实现主要功能有:可检测电池参数并防止过充;可提供电池充放电历史记录和归档;报警提示防止电池放电极性反向;提供最差电池单元的剩余电量信息。

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