动力锂电池最优等效电路模型研究

可靠的等效电路模型能够精确的模拟动力电池的充放电特性,是建立各种状态估计方法的基础。首先建立了锂电池Thevenin模型、DP模型,并采用带遗忘因子最小二乘法进行在线参数辨识,利用电路原理进行离线参数辨识。其次,在MATLAB/Simulink中结合实验数据对模型辨识精度和运算速度进行仿真验证。最后,基于辨识精度和运算速度建立模型评价方法,得出在线辨识过程DP模型相比于Thevenin模型能够在精度和速度方面取得更好的平衡;离线辨识过程,Thevenin模型能够取得更好的平衡。     

锂电池动态系统Thevenin模型研究

建立高精度的电池模型对于电动汽车动力锂电池的应用研究有重大意义。锂电池在使用过程中,其系统参数会跟随外界环境及荷电状态变化而改变,选用固定参数的电池模型会导致模型精度差。提出一种动态系统Thevenin模型。结合影响锂电池特性的荷电状态和环境温度因素,将经典Thevenin模型中的欧姆内阻、极化内阻、极化电容等固定参数,在动态系统Thevenin模型中描述为随荷电状态与温度动态变化的变量。最后选取单体锂电池为实验对象,采用HPPC实验辨识模型参数,对经典模型与动态系统模型分别进行仿真分析,结果表明,动态系统Thevenin模型能更准确描述锂电池性能。     

磷酸铁锂电池等效电路模型对比分析

磷酸铁锂电池(LiFePO_4)凭借其较高的比功率、较高的比能量和使用寿命长等优点,逐渐成为电动汽车领域应用电池的研究热点。准确的电池荷电状态(State-of-Charge,简称SOC)估计离不开合理的等效模型,模型的精度与复杂程度直接影响电池SOC估计。文章首先分析四种等效电路模型参数,基于电池测试系统对LiFePO_4进行混合脉冲功率性能测试(The Hybrid Pulse Power Characterization,简称HPPC),应用最小二乘法进行模型参数辨识,根据辨识结果对比模型精度与复杂程度;然后将电池在整个SOC周期内对三个带有RC网络结构的模型精度进行对比;最后对LiFePO_4电池进行联邦城市运行工况(The Federal Urban Driving Schedule,简称FUDS)测试,对比双极化等效电路模型在不同温度下模型精度。实验结果显示双极化等效电路模型为具有良好精度的等效电路模型,同时带有低温特性。     

锂电池电化学阻抗谱的多项式等效电路模型

选取磷酸铁锂圆柱形锂离子电池为实验对象,测试其在263、273和283 K低温环境,298 K常温环境和不同荷电状态(SOC)值下的电化学阻抗谱,建立锂电池多项式等效电路模型,对比了传统等效电路和多项式等效电路的拟合性能,结果表明多项式等效电路模型具有良好的性能,八阶多项式函数足以描述SOC对电路参数的非线性影响,为预测不可见SOC的阻抗谱和电路参数奠定了基础。     

基于正态分布的锂电池组建模仿真

电池组仿真用于描述电池组的外特性变化及电池间相互耦合关系,对电池成组研究有重要意义。同批次电池参数符合正态分布的数理统计规律,以Thevenin等效电路为单体锂电池的仿真模型,通过MATLAB进行正态分布参数拟合,获取任意数量锂电池的容量、开路电压、欧姆内阻、极化内阻和极化电容等参数,建立了基于正态分布的锂电池成组建模仿真方法,并验证了建模仿真精度,为锂电池成组建模仿真提供了新的仿真方法。     

潮流发电机等效电路模型及最大功率跟踪的研究

为了更好地实现潮流发电机的最大功率跟踪,本文提出了潮流发电机的等效电路模型,给出了整流电路等效成LR电路的方法。在发电机转速比较稳定的情况下,基于发电机电路模型进行了跟踪算法的研究,通过调节负载大小来寻找最大功率。仿真结果表明,发电机等效电路模型为最大功率跟踪算法提供了方便的条件。     

基于回跳电压的锰酸锂电池组SOC估算研究

分析了电池荷电状态SOC的定义,通过电池的Thevenin模型推导出电池离线瞬间产生的回跳电压与电池荷电状态SOC具有一定的正比关系。在考虑了锰酸锂电池组的放电率、放电深度等因素的情况下,对电池离线瞬间产生的回跳电压与电池荷电状态SOC的关系进行实验研究,建立回跳电压和电池荷电状态SOC的函数关系。误差分析结果表明,相对误差最大不超过5%。该方法具有实时测量、误差小和计算量小等特点。     

基于等效建模和参数辩识的锂电池荷电状态估算研究

锂电池是近年来大量用于新能源汽车、智能电网等的储能元件,其荷电状态的准确估算是锂电池研究的关键技术之一。通过对锂电池进行脉冲电流实验,建立Thevenin等效电路模型并进行参数辨识。基于所建立的模型运用扩展卡尔曼滤波算法进行荷电状态估算,其结果表明在复杂工况下扩展卡尔曼滤波算法能修正荷电状态初始误差,且估算过程中最大误差低1.5%,全过程平均误差为0.36%,该方法能够准确估算荷电状态。     

考虑温度影响的锂电池等效电路建模及研究

针对传统锂电池等效电路模型忽略温度和滞后电压对自身的影响,会导致模型参数不匹配和精确度下降的问题,文中论述了温度和滞后电压对锂电池等效电路模型的影响。设计了基于温度的综合锂电池等效电路模型,分别在不同温度下对Li FePO4电池进行城市道路工况(Urban Dynamometer Driving Schedule UDDS)测试,采用子空间辨识法,通过对模型内部参数进行有效辨识,求解模型参数。在此基础上分析了传统等效电路模型与改进模型在不同温度下的仿真输出及输出误差,结果表明锂电池等效电路模型参数受温度影响较大,在温度广泛变化的情况下,与传统模型相比,文中模型可靠度更高,输出与实际试验数据匹配良好,进而验证了文中模型的有效性,为实际应用提供了有效的模型参考。     

MH/Ni电池等效电路模型的研究

根据MH/Ni电池的特性实验,建立了一种考虑到MH/Ni电池的电压迟滞特性的等效电路模型.以45 Ah MH/Ni电池为实验对象,基于电池脉冲实验数据,运用最小二乘法进行模型参数的辨识;通过测试和迟滞电压Vh=0的设定,得出了MH/Ni电池的迟滞电压随充放电时间的响应曲线.使用Matlab/Simulink建立了MH/Ni电池的等效电路仿真模型,仿真与实验的数据表明:考虑了迟滞电压的模型端电压,最大误差低于5 mV;未考虑迟滞电压的模型端电压,最大误差大于10 mV.     

基于优化的Thevenin模型的镍氢电池仿真

针对镍氢动力电池开路电压的动态滞回特性,在Thevenin仿真模型的基础上对开路电压的选取进行优化,仿真模型主要优化开路电压与历史充放电方向的关系。对镍氢电池进行混合脉冲功率特性测试(HPPC),用递推最小二乘法对模型参数进行系统辨识,用Simulink搭建电池Thevenin经典模型及优化模型,用变电流对模型进行仿真分析。仿真结果表明:优化模型输出平均电压误差10 mV,对于电动汽车的实际工况而言,优化模型更能体现电池特性。     

锂离子电池等效电路模型的研究

为了合理地应用锂离子电池,研究了大量的等效电路模型。为了便于确定电池模型,详细介绍了几种具有代表性的等效电路模型。为了便于使用电池模型,重点说明了几种常用的模型参数辨识原理,并简要介绍了基本的模型验证方法。     

锂离子蓄电池保护电路发展现状及趋势

首先介绍了锂离子蓄电池的单串及多串保护电路原理,并针对当前锂离子蓄电池集成保护芯片的现状及特点,讨论了锂离子蓄电池保护电路存在的问题。现阶段有多种公司的保护芯片系列,保护的功能也不同,但是对于锂离子蓄电池性能的更好发挥,很多保护方式不是很理想,功能也相对单一。多功能复合以及保护性能优化将成为今后的发展和研究趋势。     

基于PSPICE的IGBT宽频等效电路模型研究

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)阀是柔性直流换流系统的核心,建立实用准确的IGBT模型,对于模拟电磁骚扰源具有非常重要的意义。在IGBT等效电路基础上,采用复合模型法构造IGBT宽频等效电路模型,利用PSPICE软件的模型参数提取程序Parts分别提取功率MOSFET和BJT的模型参数。在此基础上,从IGBT的导电机理出发,用二极管的势垒电容表征其内部的压控寄生电容,建立其等效电路模型,并利用IGBT数据手册和计算相结合的方式提取寄生参数,仿真其稳态、动态特性。仿真结果和厂家给出的实测结果的对比,验证了该模型的正确性。     

用于电动汽车SOC估计的等效电路模型研究

从适用于电动汽车锂离子电池荷电状态(SOC)估计的等效电路模型出发,对Rint、RC、Thevenin、PNGV和GNL等模型进行了归纳和总结,着重介绍了PNGV等效电路模型的基本原理、参数辨识过程及其研究现状。针对PNGV模型,进行模型电路的结构和参数辨识的优化,从而使电池模型在整个生命周期内都能真实且准确地反映出电池的实际属性,将会是今后该领域研究和应用的重点。