两类车用动力电池建模与实验研究

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在电动汽车领域不断发展的今天,为了能够提高电动汽车的续驶里程与动力性,人们对电动车用动力电池的研究日益深入。   本论文以阀控密封铅酸动力电池与磷酸亚铁锂离子动力电池为研究对象,建立了两类动力电池的二阶等效电路模型。在验证等效电路模型模拟计算精确性与可靠性的基础上,利用该模型对两类动力电池在脉冲充放电过程中电子电阻、扩散层电阻、紧密层电阻、扩散层电容、紧密层电容等电池内部参数与荷电状态间的变化规律进行研究分析,为电动汽车电池管理系统的设计提供依据。   论文对两类动力电池分别进行了多倍率稳态充放电研究(环境温度15℃,铅酸电池:0.1C、0.3C、1.0C充放电;锂离子电池:0.5C、1.0C、2.0C、3.0C充放电)与不同温度条件下的多倍率脉冲充放电研究(铅酸电池:5℃、15℃、25℃条件下,0.1C、0.3C脉冲充电与0.1C、0.3C、1.0C脉冲放电;锂离子电池:5℃、15℃、20℃条件下,0.2C、0.3C、0.4C脉冲充放电)。通过多倍率稳态研究,得到了不同倍率下两类动力电池的容量效率、能量效率、能量密度、功率密度、比能量、比功率等性能参数;研究发现随着充放电倍率的增加,动力电池的功率参数不断提高,能量参数不断降低。通过不同温度下多倍率脉冲研究,得到了不同温度不同倍率下两类动力电池内部参数;研究发现,在5~25℃范围内,同一充放电倍率条件下,随着温度的增加,两类动力电池的内部参数与电池充、放电效率逐渐优化,在25℃度环境温度下,随着脉冲充放电倍率的增加,动力电池的内部参数逐渐优化,但电池充、放电效率随之降低。
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