锂电池RC等效模型参数的温度影响

以锂电池RC等效模型为基础,研究不同环境温度下对RC等效模型参数的影响。在不同温度的环境下,分别对锂电池进行充放电实验,标定锂电池容量,研究温度对锂电池放电能力的影响;取充放电过程中电压的平均值,计算开路电压,研究温度对开路电压的影响;通过采集的充放电数据,辨识不同温度下锂电池欧姆内阻、极化内阻、等效电容和时间常数,研究其温度影响。随着环境温度的上升,锂电池容量和等效电容上升趋于缓慢,开路电压和时间常数变化不大,欧姆内阻与极化内阻下降趋于缓慢。     

动力锂电池组充放电智能管理系统

提出了一种全新的动力锂电池组充放电智能管理系统,以ISL9216、ISL9217为模拟前端(AFE),ATmega32为控制芯片,MAX1033为辅助锂电池电压采集IC,DS18820为单节锂电池温度传感器,成功地实现了一个14节锂电池串联动力锂电池组的充放电过电流保护和放电时短路电流保护,充放电循环次数记录,单节锂电池电压监测,电池组温度监测以及高达200 mA平衡电流的快速电量平衡等功能,具有体积小,成本低,精度高,反应快,电路简洁等优点.     

软碳负极材料锂电池在储能电站应用研究

为了分析软碳负极材料锂电池用作储能电池的优势,首先利用电化学工作站对单体电池基本动态性能进行实验测试,然后利用集装箱储能系统对储能电站工作特性进行实验测试。实验结果表明,单体电池在3C放电时,放电电压可以保持2.5 V以上,3C放电容量为37 611 mA·h,放电比率可以达到77.17%。电池充放电内阻相对较小,电池具有较高的充放电效率。储能电站电池模组在充放电过程中簇电压曲面平滑升降,电池的充入容量均值为50.45 A·h,标准差为0.75,放出的容量均值为49.60 A·h,标准差为0.82,各单体间温差较小,充放电温度变化一致性良好。因此,软碳负极材料锂电池单体具有优异的充放电性能,同时该电池串并联使用时一致性良好,满足作为储能电池的设计要求。     

基于PNGV电路模型的航空钴酸锂电池内阻研究

对航空钴酸锂离子电池进行PNGV建模。通过模型的建立,可依据测试出的外部变量值来估算电池的内部状态变量。实验使用HPPC(hybrid pulse power characterization)法来获取锂电池在脉冲加载和过渡过程中的各项参数。最后通过Matlab/Simulink对电池的PNGV等效模型进行仿真分析。研究表明:所选取的PNGV模型精度高,能真实地模拟电池充放电特性;在固定温度和已知SOC的情况下,模型参数能得到较准确的估计。本实验结论可为锂电池的内部状态变量估算提供理论依据。     

基于电路等效的磷酸铁锂材料电池建模研究

为了完整地了解磷酸铁锂电池的内部结构及工作特性,需要进行等效建模对其进行精确的参数辨识。以容量10Ah的磷酸铁锂电池为研究对象,选取PNGV模型进行特性分析,并用最小二乘法进行参数辨识。通过磷酸铁锂电池的充放电实验,表征出电池的充放电特性;通过OCV与SOC的标定实验,拟合出OCV与SOC之间的函数关系;通过HPPC实验研究,利用公式对模型各个参数进行计算,再通过最小二乘法拟合得到各参数的非线性规律。通过实验估算出PNGV模型中电容Cb的变化趋势,在客观上体现出电池对电量变化的敏感程度。以上几种实验结果表明,模型仿真与实测结果之间的误差平均值约为3.062 mV,最大误差为37 mV,基本反映出磷酸铁锂电池的工作特性,为动力电池的SOC估算及磷酸铁锂电池应用领域的仿真研究提供了理论基础。     

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。     

一种锂电池充放电电流平衡算法的研究

针对锂电池组中各电池容量不平衡导致电池过度充放电的问题,提出一种锂电池充放电电流平衡算法。通过给每个电池并联MOS管加限流电阻的负载实现电流的分流;在电流及电压的测量过程中提出二次差值法来消除内部电路对AD采样值的影响;对平衡算法的启动时间、条件及相关参数进行了分析和计算;对两节串联的锂电池进行电池电流平衡算法的测试。测试表明:经过平衡算法后,两节电池的充放电电压变化曲线接近一致,取得了满意的电池电流平衡效果。     

磷酸铁锂电池能量转移均衡策略及其电路研究

以磷酸铁锂电池组内部不平衡性为研究对象,基于极端单体电池的保护原理,设计了一种双向能量转移式均衡电路及控制方法,以解决现有串联电池组在充放电时没有均衡或均衡效果不佳的问题。基于双向能量转移式均衡电路拓扑和工作原理,提出了一种以电池电压作为逻辑判断信号,采用多路开关分时均衡控制的策略,并利用Matlab/Simulink软件搭建仿真模型,进行了仿真实验,结果表明:该均衡电路结构及其控制算法有效克服了磷酸铁锂电池在串联成组使用时的短板效应以及工艺差异,保证了电池组中各单体电池容量的一致性,使整个电池组的剩余电量(SOC)最大化。     

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。     

箱式储能系统及电热性能

开展了500 kWh集装箱式锂电池储能系统集成设计及研制。研究了储能系统静态下电池单体、电池模块、电池簇的电压和内阻一致性,以及储能系统额定功率充放电过程中电压、电流和温度特性。静态下储能系统单体电压极差8 mV,电池模块电压极差93 mV,内阻极差0.41 mΩ,电池簇电压极差150 mV,内阻极差17.63 mΩ;充放电过程中储能系统簇间电流极差6.8 A,电压极差3.0 V,电池最大温升15.0℃,最大温差5.0℃。研究结果可以为大容量集装箱式锂电池储能系统电池组性能评价提供参考。     

基于微电网锂电池储能控制系统的设计

锂电池储能是微电网储能电站的重要组成部分,针对微电网锂电池管理系统的模块进行研究,对锂电池管理系统进行了硬件和软件的设计,搭建了系统硬件的总体框架,进行了供电电路、信号采集电路、充放电控制模块电路的设计,并介绍了锂电池管理系统的主程序设计流程。     

基于模型识别的输电线路纵联保护新原理

提出了一种基于模型识别的线路纵联保护新原理,将外部故障状态等效为电容电路模型,内部故障状态等效为电感电路模型。内部故障时,电容模型误差大,识别出的电容参数所对应的阻抗 ZC 等效于系统阻抗,数值在100Ω以下;外部故障时,电感模型误差大, ZC 等效于线路容抗,数值在500Ω以上。通过比较模型误差和识别容抗 ZC 的大小,即可区分线路内外部故障。理论分析和EMTP仿真实验表明,新原理无需补偿电容电流,原理上不受暂态分量的影响,具有很好的抗过渡电阻能力,能够可靠地快速动作。     

锂电池充放电模型及关键参数影响研究

建立了锂电池充放电模型,并在Matlab上形成锂电池模型库,改变关键参数,分析锂电池中各参数对充放电曲线的影响,通过调整锂电池模型中的关键参数提高模型精度。最后,以天康TKLD-48 V/52 Ah系列锂电池实际充放电数据为例,将仿真曲线与实际充放电曲线对比,计算出模型的绝对误差小于3%,符合需求。     

基于滑动窗自适应滤波的锂电池SOC/SOH联合估计

以锂电池电化学-电路等效组合模型为基础,研究电池荷电状态(SOC)和健康状况(SOH)联合估计算法。电池组合模型包含电化学等效模型和电路等效模型两部分,两个RC并联电路分别表示电池工作过程中的瞬态响应和稳态响应。针对电池模型参数和性能参数的非线性特征,提出基于滑动窗滤波模型的非线性参数估计方法,该方法适用于锂电池的管理系统。同时,在模型参数和性能参数估计值的基础上,提出基于Kalman算法的电池SOC/SOH自适应在线联合估计方法。实验结果显示,新算法较好地解决了锂电池非线性模型引起的计算误差,保证电池SOC/SOH估计结果的实时性和有效性。     

动力磷酸铁锂电池产热特性研究

分析了锂离子电池的产热机理,并且对不同温度条件下的动力型磷酸铁锂(LiFePO_4)电池的充放电热特性进行了研究。通过对整个锂离子电池组系统的产热特性进行分析计算,同时对GBS-LFMP100Ah型号的磷酸铁锂电池在5、15、25和35℃下的电压在充放电过程中随时间的变化及电池组内部温度与不同环境温度之间的关系的研究得出:锂离子动力电池在25℃时的充放电性能相对于35、15和5℃更好,环境温度的升高会导致电池组内部温度升高,电池组性能下降;通过理论分析与实际实验结果对比,得出影响电池组温度升高的原因,为今后锂电池热管理系统研究及工程设计提供了依据。     

动力锂电池RC等效模型辨识方法

针对动力锂电池模型难以准确估算的非线性特性,推导并建立RC电池等效模型方程,通过大量充放电实验数据,应用最小二乘法辨识出模型参数,仿真结果验证了RC等效模型的准确性。     

锂电池组单体电压精确检测方法

提出了一种基于高压模拟开关和差动运算放大器的串联锂电池组单体电压检测方法,该方法由高压模拟开关、差动运算放大器、绝对值处电路及AD采样电路组成。提供了15串锂电池组电压检测电路,高压模拟开关采用MAX14752,差动运算放大器采用INA148UA。最后给出了15串锂电池组电压检测系统的实验结果,并进行分析。结果表明,该方法具有高精度、对锂电池组影响小、体积小等优点,为电池组的精确均衡及SOC估算提供基础,用于电动车及锂电池储能系统等领域。     

阀控式铅酸蓄电池的等效电路模型和参数辨识

电池模型是研究电池性能的重要工具,根据阀控式铅酸蓄电池的特性,建立一种能反应其内部特性的二阶RC电路等效模型。然后根据模型,推导出能够反映出电池性能的开路电压和内阻。设计伪随机序列作为模型激励,对铅酸电池在特定条件下的充放电实验进行模拟,利用基于遗忘因子的最小递推二乘法进行模型参数辨识。通过端电压比较法对辨识结果进行验证,结果表明:采用M序列作为激励的参数辨识方法,能够准确有效地辨识阀控式铅酸电池等效电路模型的参数,并可以对其参数的获取提供理论基础与支持。二阶等效电路模型及基于递推最小二乘算法的模型参数的辨识结果可以精确地进行充放电过程仿真。     

锂电池分段分数阶建模与荷电状态估计

为提高等效电路模型准确性,考虑等效电容分数阶本质和锂电池充放电不同阶段的不同变化特性,采用分数阶微积分理论建立了基于二阶RC模型的电池分段分数阶等效电路模型.用粒子群算法分段辨识分数阶阶数,通过混合脉冲功率特性(HPPC)实验辨识模型参数,使模型更符合电池实际工作状态.实验结果显示,新模型能够更准确地模拟电池充放电特性...     

基于阈值修正因子的锂电池动态均衡策略研究

磷酸铁锂电池具有能量密度大、电压平台高、无记忆性等优点，在电力工程中得到了广泛应用。但单体电池在容量、电压和内阻等方面的不一致性不容忽视。提出了一种基于阈值修正因子的锂电池动态均衡策略。对反激式均衡电路的拓扑及原理进行了分析，阐述了锂电池均衡电路原理。传统均衡技术以电池组SOC值均值为均衡中心来设置某固定值或比例的阈值，导致均衡效率不明显的问题，提出了一种带修正因子的均衡阈值动态调整方法，并通过能量转移矩阵稀疏度问题求解求得最优转移路径。最后通过搭建磷酸铁锂电池模组模型，验证了所提方法的合理性与高效性。根据仿真结果，验证所提方法能够优化磷酸铁锂电池组的均衡效果和提高锂电池组利用效率。