动力电池建模与应用综述

建立电池模型是改进电池反应性能与热设计、电池应用系统仿真、电池SOC及SOH等参数估算、优化电池管理系统等工作的基础。根据电池建模原理与应用场所不同可以分为电化学机理模型、热模型和拟合模型。BEST、COMSOL和DUALFOIL等都是基于电池的物理化学方程模型开发的电池模拟软件,主要用于优化电池设计,ADVISOR集合了电池的等效电路模型,应用于电动汽车的仿真。针对一般化的电池建模原理,考虑电池组内单体电池的性能差异,提出电池实例化的概念,为深入研究提供参考。     

光伏分布式MPPT机理分析与仿真研究

采用目前常用的光伏电池模型对光伏阵列进行建模时,或者需要多个模块进行串并联,仿真电路规模较大,增加了仿真复杂性,或者由于参数简化影响精度。将建立光伏阵列模型的方法分为计算法和查表法,计算法容易收敛,但需要明确的光伏阵列输出电压电流方程,查表法比较灵活,只需知道输出电压电流的数据源,可以仿真任意规模的光伏阵列。之后基于查表法和实际产品数据实现与功率变换器进行组合连接的电路仿真,并解决建模过程的若干技术问题。?结合模型和阻抗分析,对单模块、组串和阵列等典型配置分布式MPPT机理进行分析,并得出相应控制表达式。最后针对相应配置分别设计算例进行仿真研究,并与集中式MPPT结果进行对比分析,为显著提高光伏阵列输出效率建立理论基础。     

适用不同尺度光伏阵列的数值建模方法

把光伏电池电路模型的离散计算结果作为基准数据源,利用数值计算方法实现对光伏阵列及各光伏单元的建模,详细阐述了该建模方法的实现机理及数学模型表达。针对光伏阵列运行中常遇到的阴影遮挡工况,建立了不同规模(单体光伏电池、组件、组串、阵列)的遮挡模型,并给出仿真结果。结果表明:在不同遮挡率下,单体光伏电池、组件的I-V输出特性曲线只有一个阶梯,P-V输出特性曲线仅有一个功率峰值;组串I-V输出特性曲线阶梯个数等于组件不同遮挡率个数,P-V输出特性曲线功率峰值个数不大于阶梯个数,并验证了两者之间的确切关系;光伏阵列的功率峰值个数与各组串的峰值个数关系复杂。该模型可适用于不同规模光伏阵列,仿真灵活,也容易与电力电子回路集成实现系统级仿真。     

蓄电池SOC估算方法综述

电池荷电状态(state of charge,SOC)是电池管理系统(Battery Management System,BMS)的重要参数,准确估算电池SOC具有重要意义。首先分析了一般SOC定义存在的问题,提出以电能代替电量定义SOC更能准确描述在各种工况下动力电池的荷电容量;其次将已提出的估算方法分为开路电压法、安时积分法、高级估算方法和复合方法等四类,并对各自优缺点和适应工况进行分析。提出充分利用数据挖掘和数据融合技术将BMS记录的历史数据用于SOC估算,有助于提高计算精度和适用范围。