動(dòng)力電池系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)的核心部件之一。其中的電池管理系統(tǒng)發(fā)揮著不可替代的作用,連接著駕駛員與電池組、電池組與整車(chē)管理系統(tǒng)。為了安全、合理而有效地利用動(dòng)力電池組中的能量,需要開(kāi)發(fā)一款優(yōu)秀的動(dòng)力電池管理系統(tǒng)。而建立合理的電池機(jī)理模型,可以深入認(rèn)識(shí)動(dòng)力電池特性,有效地提高狀態(tài)估計(jì)的精度和實(shí)用性。動(dòng)力電池的狀態(tài)估計(jì)是電池管理系統(tǒng)其他算法和能量分配策略的依據(jù),是電池管理系統(tǒng)中最核心的技術(shù)。動(dòng)力電池的狀態(tài)估計(jì)包括荷電狀態(tài)SOC（State of Charge）估計(jì)和健康狀態(tài)SOH（State of Health）估計(jì)等,合理而精確的狀態(tài)估計(jì)有利于制定合理的電池使用策略,從而充分利用電池能量,延長(zhǎng)動(dòng)力電池使用壽命。本文以車(chē)用磷酸鐵鋰（LiFePO₄）動(dòng)力電池為研究對(duì)象,對(duì)動(dòng)力電池系統(tǒng)建模和狀態(tài)估計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:首先,根據(jù)電池材料的不同,分析了現(xiàn)有動(dòng)力電池的性能指標(biāo),結(jié)合鋰離子電池材料的充放電特性,建立了反映鋰離子電池額定容量損失的機(jī)理模型,并結(jié)合模型對(duì)造成動(dòng)力電池額定容量損失的自放電損耗、低溫?fù)p耗、循環(huán)衰減等因素進(jìn)行了定量分析,并給出了鋰離子動(dòng)力... 

【文章來(lái)源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：130 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

動(dòng)力電池SOH預(yù)測(cè)方法歸納圖

要為鋰離子在正極材料和負(fù)極材料之間進(jìn)行嵌入和脫嵌。為了增加反應(yīng)面積，正負(fù)極材料通常被制作成顆粒形式，涂附在集流體上，通過(guò)粘合劑集中在一起，正負(fù)極材料通過(guò)集流體收集電子并連接外電路。電解液存在于正負(fù)極電極顆粒和粘合劑的縫隙之中，在正負(fù)極之間傳遞鋰離子。電池正負(fù)極通過(guò)隔膜隔開(kāi)，電子不能通過(guò)，但是鋰離子可以通過(guò)，這樣電池內(nèi)部回路即可由鋰離子轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)，電池外部回路由電子轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)。電池放電時(shí)，負(fù)極材料中脫嵌出鋰離子，鋰離子進(jìn)入電解液，穿越隔膜達(dá)到正極，嵌入到正極材料之中。同時(shí)，負(fù)極材料釋放出電子，負(fù)極集流體收集電子，經(jīng)過(guò)外電路到達(dá)正極集流體，與正極材料中嵌入的鋰離子達(dá)到電荷平衡。電池的充電過(guò)程則是鋰離子從正極脫嵌進(jìn)入負(fù)極的過(guò)程，不再詳細(xì)敘述。在正常的充放電反應(yīng)之外，電池也會(huì)產(chǎn)生一些副反應(yīng)，造成鋰離子的損失，在宏觀層面上即形成電池容量的衰減[94,95]。

圖 2-5 實(shí)驗(yàn)用單體 LiFePO4電池規(guī)格參數(shù)圖要性能參數(shù)如表 2-3 所示：表 2-3 實(shí)驗(yàn)用單體 LiFePO4電池性能參數(shù)表定容量 40Ah量密度 150Wh/kg作電壓充電截止電壓 放電截止電壓 充電電流 ≤3C放電電流恒電流 脈沖電流 放電電流 0.3C80%DOD ≥2

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]儲(chǔ)能用鋰離子電池健康狀態(tài)預(yù)測(cè)方法研究[J]. 柳丹,袁曉冬,李強(qiáng),劉愛(ài)華,宋欣民.  電器與能效管理技術(shù). 2017(11)
[2]基于最優(yōu)能量轉(zhuǎn)移的混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究[J]. 嚴(yán)剛,張利,景俊峰,劉征宇.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[3]磷酸鐵鋰電池倍率容量特性建模及荷電狀態(tài)估算[J]. 張金龍,佟微,李端凱,漆漢宏,張純江.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(07)
[4]優(yōu)化電池模型的自適應(yīng)Sigma卡爾曼荷電狀態(tài)估算[J]. 劉毅,譚國(guó)俊,何曉群.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(02)
[5]基于滑動(dòng)窗自適應(yīng)濾波的鋰電池SOC/SOH聯(lián)合估計(jì)[J]. 汪秋婷,姜銀珠,陸赟豪.  電源技術(shù). 2017(01)
[6]動(dòng)力電池組均衡控制系統(tǒng)的研究進(jìn)展[J]. 魯文凡,呂帥帥,倪紅軍,汪興興,李志揚(yáng).  電源技術(shù). 2017(01)
[7]深海動(dòng)力磷酸鐵鋰電池組均衡方案設(shè)計(jì)優(yōu)化[J]. 呂航,劉承志,尹棟,林鵬峰,賈俊波.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(19)
[8]鋰離子電池組均衡系統(tǒng)[J]. 張春強(qiáng),馮能蓮,王軍,王小鳳.  山東交通學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(02)
[9]我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈延伸發(fā)展的關(guān)鍵要素分析與對(duì)策[J]. 許愛(ài)萍.  科技與經(jīng)濟(jì). 2015(02)
[10]解讀電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池管理系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)[J]. 姜久春.  高科技與產(chǎn)業(yè)化. 2015(02)

博士論文
[1]車(chē)用鋰離子電池機(jī)理模型與狀態(tài)估計(jì)研究[D]. 韓雪冰.清華大學(xué) 2014
[2]新型固態(tài)化鋰二次電池及相關(guān)材料的制備與性能研究[D]. 譚國(guó)強(qiáng).北京理工大學(xué) 2014
[3]純電動(dòng)汽車(chē)磷酸鐵鋰電池性能研究[D]. 李哲.清華大學(xué) 2011

碩士論文
[1]車(chē)載磷酸鐵鋰電池組動(dòng)態(tài)工況下SOC預(yù)估算法研究[D]. 王樹(shù)明.武漢理工大學(xué) 2013
[2]純電動(dòng)汽車(chē)鋰動(dòng)力電池能量狀態(tài)估算算法研究[D]. 王海峰.吉林大學(xué) 2012
[3]磷酸鐵鋰動(dòng)力電池組性能測(cè)試與分析[D]. 魏五星.武漢理工大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3134571