本文關鍵詞：動力鋰離子電池并聯衰退機理分析

  更多相關文章： 鋰離子電池 并聯電池組 不平衡電流 容量衰退 老化機理 并聯仿真 基本單元模塊 成組優(yōu)化

【摘要】：摘要：隨著鋰離子電池在電動汽車及儲能領域里的廣泛應用,鋰電池成組技術逐漸成為研究的熱點,但是,單體電池的不一致性嚴重影響到電池組的容量,性能,壽命,安全等多個方面。本文以磷酸鐵鋰和三元電池為研究對象,主要針對并聯電池組壽命衰退影響因素及成組優(yōu)化展開研究,具體研究內容和成果如下： (1)搭建了并聯電池組充放電測試平臺,選取了老化狀態(tài)不同的電池進行并聯測試,對支路電流不平衡情況進行了詳細的分析；基于電池參數隨SOC的變化規(guī)律,提出了SOC累積效應計算方法；針對磷酸鐵鋰和三元兩種不同類型電池,說明了OCV對并聯不平衡電流的作用機制。為壽命衰退機理的分析打下基礎,明確了成組優(yōu)化目標。 (2)制定了完善的并聯電池組壽命測試方案,分別通過等效電路模型參數分析,不平衡電流分析,dQ/dV峰值曲線分析,對不同類型,不同不一致程度組合的并聯電池組壽命衰退因素進行了研究,詳細分析了內阻、極化和容量對電池不平衡電流的影響,不平衡電流對電池組老化的影響,以及并聯電池與單體電池老化機理的異同,對比了不同類型電池的作用機理,得出并聯電池組衰退速率最大影響因素為電池間不一致程度的結論。 (3)基于等效電路模型的方法和基于充放電曲線二分法,分別建立了兩種并聯電池組不平衡電流的仿真模型。同時通過實際的測試數據驗證了兩種方法的仿真精度,并對兩種方法進行比較,指出兩種方法各自的適用條件和適用范圍。另外針對并聯電池組的仿真方法進行擴展,并提出了兩種基于模塊化的混聯電池組的仿真方法。 (4)研究了電池內阻、容量、初始SOC、充放電倍率等單一變量對支路電流的影響程度,提出了容量和內阻的匹配方法,以及淺充淺放和末期靜置的電池組使用方法,對比了先串后并和直接并聯兩種連接方式下電流不平衡度,并基于先串后并的基本思路,評價了最小單元模塊化的重要性；針對不同并聯和串聯數量的最小單元拓撲結構,提出了一種分析連接方式對電池組性能影響的研究方案。綜合分析了串并聯電池數量對電池組不平衡電流的影響,為實現電池優(yōu)化篩選、優(yōu)化成組、優(yōu)化運行提供引導。
【關鍵詞】：鋰離子電池 并聯電池組 不平衡電流 容量衰退 老化機理 并聯仿真 基本單元模塊 成組優(yōu)化
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 研究背景11
• 1.2 鋰離子電池并聯成組應用現狀11-13
• 1.2.1 電動汽車領域應用現狀12
• 1.2.2 電網儲能領域應用現狀12-13
• 1.3 動力電池組一致性研究現狀13-14
• 1.4 鋰離子電池壽命研究現狀14-17
• 1.4.1 單體電池容量衰退研究現狀15-17
• 1.4.2 電池組壽命影響因素研究現狀17
• 1.5 課題研究意義與內容17-21
• 第2章 并聯電池組充放電測試與特性分析21-31
• 2.1 并聯電池組實驗平臺21-23
• 2.2 并聯電池組充放電特性分析23-30
• 2.2.1 并聯電池組支路電流差異23-25
• 2.2.2 并聯電池組環(huán)流特性25-27
• 2.2.3 并聯支路SOC累積等效計算27-29
• 2.2.4 不同類型電池的電流不平衡度29-30
• 2.3 本章小結30-31
• 第3章 并聯電池組壽命測試與衰退機理31-53
• 3.1 并聯電池組循環(huán)壽命實驗31-36
• 3.1.1 并聯電池組壽命實驗方案31-34
• 3.1.2 并聯電池組壽命實驗平臺34-36
• 3.2 并聯電池組壽命測試實驗結果36-40
• 3.2.1 磷酸鐵鋰電池并聯電池組衰退結果36-38
• 3.2.2 三元電池并聯電池組衰退結果38-40
• 3.3 并聯電池組退化機制分析40-51
• 3.3.1 內阻、極化特性分析40-43
• 3.3.2 并聯電池組不平衡電流分析43-48
• 3.3.3 dQ/dV峰值曲線、鋰離子及活性材料損失分析48-51
• 3.4 本章小結51-53
• 第4章 并聯電池組仿真方法53-65
• 4.1 基于等效電路狀態(tài)方程建模53-58
• 4.1.1 單體電池電路模型53-54
• 4.1.2 并聯電池組電路及模型54-57
• 4.1.3 模塊化混聯電池組仿真57-58
• 4.2 基于充放電曲線的二分法建模58-61
• 4.2.1 單體電池充放電仿真58
• 4.2.2 并聯電池組仿真58-61
• 4.2.3 模塊化混聯電池組仿真61
• 4.3 兩種仿真方法比較61-62
• 4.4 本章小結62-65
• 第5章 鋰離子電池并聯成組優(yōu)化65-81
• 5.1 單一參數變量對不平衡電流影響65-69
• 5.1.1 內阻和極化不一致65-66
• 5.1.2 容量不一致66-67
• 5.1.3 初始SOC不一致67-68
• 5.1.4 充放電倍率對不平衡電流影響68-69
• 5.2 電池并聯數量方案選擇69-73
• 5.2.1 短板電池影響的并聯電池組69-72
• 5.2.2 基于正態(tài)分布的并聯電池組72-73
• 5.3 并聯電池組改進方法73-78
• 5.3.1 充放電方式的改進73-75
• 5.3.2 先串后并對并聯電池組的改善75-76
• 5.3.3 基本單元模塊76-78
• 5.4 本章小結78-81
• 第6章 總結與展望81-83
• 參考文獻83-87
• 作者簡歷87-91
• 學位論文數據集9

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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本文編號：1046884