原文传递
磷酸铁锂动力电池性能仿真及均衡技术研究
| 论文题名： | 磷酸铁锂动力电池性能仿真及均衡技术研究 |
| 关键词： | 电动汽车;磷酸铁锂电池;性能仿真;均衡技术 |
| 摘要： | 伴随石油资源的日益匮乏与生态危机的愈发严重，随之而来的是油价的不断攀升与持续严重的雾霾污染，这些现象都在影响着人们的生活，充分开发新能源汽车势在必行，这不仅是汽车行业的趋势，更是国家的战略方向。电池技术是电动汽车发展的关键，电池成组应用技术是保证电池安全使用、估算电池状态、延长电池寿命所必需的。研究和建立电池的性能模型是进行电池SOC估算、均衡策略研究、整车性能仿真等的基础。磷酸铁锂（LiFePO4，简称LFP，也叫锂铁磷）电池性能优异并且具有较好的发展前景，通过对LFP电池展开实验研究，建立准确的电池性能仿真模型，并在此基础上研究搭建工作范围广，均衡效果好的电池组均衡方案。 首先，文章对LFP动力电池的组织构造与运行机理展开分析，明确其开路电压、电流、等效阻抗、电动势、SOC以及SOH（State of Health）等的物理特性及内在联系，针对LFP电池的工作特性进行电池特性试验，获取其特性曲线。对比国内外主流电池性能模型，借鉴Massimo Ceraolo模型电路结构的优点，对其电压源与等效阻抗加以改善，获得本文电池模型。模型融入电池电压滞回特性，对欧姆内阻和极化内阻精度要求较高，对实验数据进行分析拟合得到模型参数。 其次，根据电池模型的电路结构及其数学关系，在MATLAB/simulink软件环境中搭建电池的性能仿真模型，以UDDS，HPPC等代表性工况分别对模型进行仿真验证，其中验证对象加入一至四阶电池模型以及无滞回模块模型作为对比，对仿真数据进行分析比对，验证本文性能仿真模型的准确性及精度，最终确定电池模型的可行性。 最后，分析LFP电池组不一致性产生的机理及危害，得到主要解决途径，明确均衡系统的设计方向。分析电池组不一致性外在表现及其量化方式，确定电池组的均衡判据。比较主流均衡电路拓扑结构及其优劣，选用储能电感及MOSFET等元器件，建立在静置及充放电状态均能实现相邻式均衡的电路结构，电路结构拓展性强，成本低。基于本文电池性能模型，以四节电池为例在Simulink中实现均衡电路的仿真模型。设计不同电池容量分布方案，分别在搁置，充电，放电三种工作状态下展开一致性控制测试，分析比对实验结果，验证均衡器件参数正确性及均衡模型有效性。 |
| 作者： | 李凡 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 侯献军;杜常清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
