本文關(guān)鍵詞：電動汽車鋰離子電池模型仿真與SOH研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電動汽車以動力電池做為主要動力，電池的性能直接影響著整車的性能，目前對動力電池的研究已經(jīng)成為各大汽車公司研究的熱點。目前動力電池的研究主要包括兩部分，第一部分是針對電池的荷電狀態(tài)（State of Charge，SOC）的研究，第二部分是針對電池壽命（State of Health，SOH），通過對SOC和SOH的實時監(jiān)測，實時控制來提高動力電池的性能，降低電池的維護成本。 本文以12Ah的鋰離子電池為研究對象，主要工作包括以下幾方面內(nèi)容： 首先闡述了研究鋰離子電池的重要意義，目前研究電池性能時應(yīng)用的主要模型和SOH的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，闡述了在不同角度下SOH的定義。 然后闡述了典型的鋰離子電池工作的化學(xué)原理，通過實驗研究鋰離子電池的特性。對12Ah的鋰離子電池進行實驗，標(biāo)定電池SOC與開路電壓，SOC與電池內(nèi)阻之間的關(guān)系。對電池的電氣特性進行實驗，研究了電池的容量特性，充放電效率特性，并對鋰離子電池的容量補償因子進行計算。分析電池極化現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，根據(jù)電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)原理闡述電池容量衰減的原因。 基于電池電化學(xué)原理建立電池的基本模型，經(jīng)過數(shù)學(xué)推導(dǎo)得到常用的Randle模型，電池內(nèi)部的電子運動主要包括擴散現(xiàn)象和遷移現(xiàn)象，對這兩種電子運動現(xiàn)象進行建模，建立起具有2個RC環(huán)的等效電路模型。在Simulink環(huán)境下搭建電池的等效電路模型，對等效電路模型進行模型參數(shù)辨識實驗，驗證模型的準(zhǔn)確性。 對鋰離子電池進行循環(huán)壽命實驗，以得到的壽命實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析鋰離子電池的壽命特性。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計電池壽命隨著循環(huán)使用次數(shù)的變化規(guī)律，研究經(jīng)過多次使用的電池的性能，探究電池的容量，放電效率，能量效率，內(nèi)阻等參數(shù)隨電池壽命變化的規(guī)律。采用曲線擬合建立電池壽命與電池使用次數(shù)的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)這個模型預(yù)測電池的SOH。 最后，根據(jù)電壓曲線擬合法估算鋰電池的SOH。首先對電池在不同放電倍率下，不同SOH下的電池充電曲線進行歸一化處理，比較經(jīng)過歸一化計算后的充電電壓誤差。根據(jù)已有的實驗數(shù)據(jù)，對12Ah的鋰離子電池進行SOH估計算法的驗證，驗證電壓曲線擬合法的估計精度，分析SOH的估算結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：電動汽車 鋰電池 模型建模 SOH
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U469.72;TM912
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題來源及研究意義9
• 1.2 電池模型的研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 內(nèi)阻模型9-10
• 1.2.2 等效電路模型10
• 1.2.3 遺傳算法模型10
• 1.2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型10-11
• 1.2.5 電化學(xué)模型11-12
• 1.3 SOH 研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 SOH 的定義12-13
• 1.3.2 SOH 的研究方法13-14
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容14-15
• 第2章 鋰離子電池的特性及容量衰減機理分析15-27
• 2.1 鋰離子電池的工作原理15-17
• 2.2 鋰離子電池的基本特性17-23
• 2.2.1 鋰離子電池的電動勢17
• 2.2.2 鋰離子電池 SOC 與開路電壓的關(guān)系17-18
• 2.2.3 鋰離子電池 SOC 與內(nèi)阻的關(guān)系18-20
• 2.2.4 鋰離子電池的電氣特性20-22
• 2.2.5 鋰離子電池的極化現(xiàn)象22-23
• 2.3 影響 SOH 的因素及電池失效機理23-26
• 2.3.1 影響 SOH 的因素23-24
• 2.3.2 鋰電池失效化學(xué)機理分析24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 鋰離子電池模型的建立及仿真27-43
• 3.1 電池模型的建立27-38
• 3.2 模型精度仿真分析38-40
• 3.3 本章小結(jié)40-43
• 第4章 鋰離子電池壽命特性研究43-51
• 4.1 電池實驗工況說明43-44
• 4.2 電池壽命實驗數(shù)據(jù)44-46
• 4.2.1 實驗對象及設(shè)備44-45
• 4.2.2 實驗基本數(shù)據(jù)45-46
• 4.3 實驗基本數(shù)據(jù)作圖及分析46-49
• 4.4 鋰電池壽命特性建模49
• 4.5 本章小結(jié)49-51
• 第5章 基于電壓曲線擬合法的 SOH 估計51-59
• 5.1 電壓曲線擬合法估算 SOH 的算法51-52
• 5.2 歸一化電壓曲線精度驗證52-55
• 5.2.1 不同 SOH 下的精度驗證53-54
• 5.2.2 不同充電倍率下的精度驗證54-55
• 5.3 SOH 實驗驗證55-57
• 5.4 本章小結(jié)57-59
• 第6章 總結(jié)59-61
• 參考文獻61-67
• 作者簡介及科研成果67-69
• 致謝69

【參考文獻】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：320615