锂离子动力电池组全寿命周期均衡策略研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:vbdelphi1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着全球经济的快速发展,能源消耗与日俱增,环境污染问题也日益严重。为此,各国政府都在大力推动发展新能源汽车关键技术,以求减慢能源消耗、减少环境污染。在当前的新能源汽车中,尤以锂离子动力电池的相关技术发展最为成熟。实际使用中,为了满足其功率需求,通常需要将多个电池单体串并联形成电池组。另一方面,由于制造和使用过程中的不确定因素,电池单体之间往往存在着不一致性。这种不一致性不仅会影响整个电池组的性能和寿命,更甚者会产生安全隐患。因此,对电池组实施均衡管理尤为必要。均衡策略是均衡管理中的重要组成部分之一,现有文献中尚未有考虑电池组老化速率最小为目标的均衡策略。针对这一问题,本论文提出了描述电池老化速率的模型,并以建立的一阶电阻电容(Resistor-Capacitance,RC)等效电路模型为预测模型,设计了一种基于模型预测控制的全寿命周期均衡策略,目的是最小化电池组老化速率的。最后,考虑到未来进行均衡维修的必要性,本课题为解决用户选择在什么时间点进行该维修,提出了一种考虑维修成本的均衡维修策略。本课题主要研究内容如下:首先,搭建完成了电池实验平台,设计了包括电池单体特性测试和老化循环测试的实验流程。进一步地,采用一阶RC等效电路模型对各个电池单体进行描述。基于递归最小二乘算法,利用获取的实验数据对模型参数进行了辨识,并进一步验证了模型精度。其次,根据电池单体在不同荷电状态(State-of-Charge,SOC)循环区间的老化曲线,并考虑电池的不同放电深度(Degree-of-Discharge,DOD),建立了一种电池老化速率模型。进一步地,以一阶RC模型作为预测模型,考虑6个电池单体串联,基于模型预测控制的基本原理,设计了以电池组老化速率最小为目标的电池组均衡控制策略。同时,通过对比现有文献中以SOC为均衡目标的均衡策略,在3种不同工况下,验证了所提出的均衡策略在减缓电池组老化速率方面的有效性。最后,考虑到实际中均衡维修的成本问题,提出了一种最小化维修成本的均衡维修策略。首先根据获取的电池单体老化数据建立了电池老化的经验公式,并在混合工况下得到96个串联电池所组成电池组的容量衰减数据。其次,考虑维修中的人工费、设备损耗费用等,建立了电池组均衡维修成本目标函数。进一步地,在电池组仿真老化过程中选取了7个不同的时间点分别对电池组进行了均衡维修;其结果发现,所提出的均衡策略能够提高电池容量恢复程度。最后,根据7个不同时间点处得到的容量恢复量拟合得到了循环时间与均衡维修容量增量的函数关系,依照此函数推荐了最优均衡维修时间点。
其他文献
机动车交通事故责任强制险(以下简称交强险)是一项用以解决道路交通事故纠纷的全新制度,它于2006年在我国建立,其立法宗旨就是保障道路交通安全,有效救济事故受害人的合理损
多年冻土区活动层水热状况及地-气系统间能水交换与植被覆盖变化之间的关系在研究寒区陆面过程和高寒生态系统对气候变化的响应中扮演着重要的角色。青藏高原生态环境脆弱,作
柑橘保鲜是延长商品货架期、错峰销售、降低损耗率和提高柑橘品质的有效措施。柑橘保鲜通常分为留树保鲜和贮藏保鲜,留树保鲜能够延长柑橘上市时间,贮藏保鲜则能大大降低商品
磁流变半主动悬架是发展较为迅速的一种可控悬架,其以响应快、阻尼连续可调、耗能低等特点受到广泛的欢迎。磁流变液阻尼特性的改变需要外部提供电能,为了减少外部电能的消耗
近年来,随着对杆状病毒研究的深入,其作为一种高效的载体宿主表达系统和基因转移载体,被人们广泛应用于外源蛋白在哺乳动物细胞中的表达,从而显示出作为非复制型载体的应用前
全球集装箱贸易量的飞速增长,造成了码头间日益激烈的竞争环境。作为码头中最重要的战略资源,泊位资源的高效利用对于提升码头运作效率具有十分重要的意义。在生产实践中,码
目前,蓝藻水华频繁暴发,给人类健康带来极大的威胁,引起人们越来越多的关注。本课题组在前期的工作中,以卡尔文循环中重要的调控酶果糖-1,6二磷酸/景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(C
随着半导体工艺的缩小,单个超大规模集成电路(Very Large Scale Integration,VLSI)芯片上的晶体管数量不断增加,极大的促进了电子技术的发展。同时伴随着代工厂的制造复杂度和生产成本急剧增加,很难在一家公司完成芯片的设计和销售,导致越来越多的技术公司参与集成电路(Integrated Circuit,IC)的供应链,这给集成电路知识产权IP(Intellectual Pro
锂硫电池,因其极高的能量密度(1672mAh/g),以及环境友好和储量大等优点,被视为下一代二次电池的有力候选者。但目前依然存在反应不充分、穿梭效应严重和循环性能差等问题。新型
随着经济社会的快速发展以及城市化进程的大力推进,我国城市发展与地面土地资源短缺的矛盾日益突出,随之带来一系列经济社会问题,严重影响城市发展。为了解决城市发展与地面