【摘 要】
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随着电动汽车使用数量的日益增加,行驶里程已然成为了人们密切关注的焦点。因此准确估计锂离子电池(lithum-ion battery,LIB)的能量状态(state of energy,SOE)具有重要意义。然而在不同温度、倍率下电池的能量存在明显差异,且单体温度不一致导致电池组的能量效率发生变化,针对这一现象本课题以锂离子电池当前时刻的能量状态为目标展开了深入研究;另外,随着电池寿命的衰退电池的可
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随着电动汽车使用数量的日益增加,行驶里程已然成为了人们密切关注的焦点。因此准确估计锂离子电池(lithum-ion battery,LIB)的能量状态(state of energy,SOE)具有重要意义。然而在不同温度、倍率下电池的能量存在明显差异,且单体温度不一致导致电池组的能量效率发生变化,针对这一现象本课题以锂离子电池当前时刻的能量状态为目标展开了深入研究;另外,随着电池寿命的衰退电池的可用能量也会发生变化,因此,课题对电池衰退维度下的能量状态也进行了分析。具体内容如下:首先,根据26650锂离子电池恒流放电实验得到不同温度倍率下的电压-时间曲线,根据曲线特点对其进行分段拟合得到对应函数关系,基于温度权重插值的思想,通过划分温度区间选取对应温度边界函数,得到任意温度下锂离子电池的电压曲线和能量关系曲线。同时基于不同温度下电池的电压-时间曲线,对单体温度不一致性影响电池组能量效率变化展开了进一步研究,为电池组温度不一致性管理提供了初步的理论支持。其次,为了能够进一步获取任意温度以及倍率下的电压曲线以及能量关系曲线,本文在等效电路模型的基础上对电池的能量展开深入研究,根据电池放电过程中不同的能量状态对应唯一开路电压(Open circuit voltage,OCV),通过OCVSOE实验离线辨识不同温度、倍率下的参数值,基于辨识所得参数在SOE归一化的基础上通过三次样条插值方法得到任意温度倍率下的电压曲线从而实现恒流工况下的任意温度和倍率的能量估计;此外,基于静态与动态不同工况能量估计方法不同,课题采用在线参数辨识基于含遗忘因子的递推最小二乘法实现能量的在线实时估计,并选择两种典型动态工况进行验证,精度较高。最后,对18650电池基于衰退维度下能量的变化进行研究,对其进行循环寿命测试实验以及容量增量分析特性测试,基于容量增量曲线和能量增量曲线分别比较电池的能量变化,根据不同的峰值位置对电池能量进行分析估计,同时基于价值的角度提出以能量表征锂离子电池健康状态的估计方法。
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