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原文传递三元型锂离子电池衰退研究

论文题名：	三元型锂离子电池衰退研究
关键词：	三元型锂离子电池;电池衰退;容量增益法;等效电路模型;参数替代法;电动汽车
摘要：	由于全球能源紧缺、气温变暖以及雾霾严重等环境因素的制约，电动汽车已经不可避免成为汽车行业主流的发展趋势。锂离子电池作为电动汽车主要的动力装置给汽车提供功力，即电池自身的循环寿命是目前制约电动汽车发展的关键因素之一。准确掌握电池的健康状态和估算其循环寿命是开发电池管理系统的重要工作，也正是目前行业内大力研究开发的前沿课题。考虑到汽车行驶环境的复杂性，要掌握电池的健康状态必需一方面要弄清引起电池衰退的内部因素，另一方面根据电池管理系统输入的电池外特性参数来分析和判断电池的衰退特性至关重要。本文以天津力神公司生产的三元型锂离子电池作为实验研究对象，主要开展了以下几方面的研究工作：　　首先，本文介绍了锂离子电池的组成和工作原理，在此基础上制定电池实验方案并搭建了相应的测试平台，分别在不同的温度和放电倍率下对电池进行了简单的充放电测试，结果表明，在不同放电倍率和温度下，电池的端电压和所放出的电量各不相同，然而，在任何放电条件（倍率和温度）下，电池的端电压与电池的剩余电量都同样存在着一致的变化关系。　　其次，本文选取二阶Thevenin模型作为衰退模型，以HPPC循环测试数据为基础进行模型参数辨识，然后根据模型参数与SOC的变化关系在Matlab/Simulink中搭建电池充放电的仿真模型。使用该模型模拟电池的充电HPPC测试工况、恒流充电工况以及简单动态工况，并验证模型的仿真精度。　　再次，选择适合用于本文电池衰退特性的分析方法，并根据电池在循环过程的外特性变化曲线进一步分析了电池的衰退特性。分析得出，在电池老化的过程中存在多种因素影响电池的衰退，而且这些因素在不同循环阶段对衰退的影响力也并不相同。　　最后，以二阶Thevenin模型为基础，通过参数替代法得到模型参数中每一部分在每个循环阶段对电池衰退的影响程度，结果表明，欧姆内阻的增长是导致电池衰退的首要因素，影响程度比例始终占60%以上，极化内阻是影响电池衰退的次要因素。本文研究所得的电池的衰退与电池参数之间的关系为评价电池的健康状态提供了理论依据，并对改善三元型锂离子电池使用寿命的研究工作具有重要的指导意义。
作者：	李小康
专业：	车辆工程
导师：	康健强
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文