單液流鎳鋅電池庫(kù)倫效率建模及測(cè)試平臺(tái)改進(jìn)的研究.pdf

1、單液流鎳鋅電池是一種新型的單液型氧化還原液流電池，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單比容量大等優(yōu)點(diǎn)。庫(kù)倫效率是電池充放電過(guò)程中的重要參數(shù)，是單液流鎳鋅電池的特性研究中重要參數(shù)。目前，在單液流鎳鋅電池特性的研究中，庫(kù)倫效率的測(cè)量主要通過(guò)在不同條件下重復(fù)充放電，利用每一次的放電容量除以充電容量計(jì)算得到。這種方法存在測(cè)量實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)和無(wú)法在線測(cè)量的問(wèn)題。為確保電池不會(huì)出現(xiàn)過(guò)沖或過(guò)放，在實(shí)際使用過(guò)程中，需要通過(guò)庫(kù)倫效率和電池最大容量計(jì)算充電容量和放電容量;并通過(guò)控制電

2、解液流速達(dá)到庫(kù)倫效率最大。因此研究一種簡(jiǎn)化的庫(kù)倫效率特性研究方法，通過(guò)建立庫(kù)倫效率預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)庫(kù)倫效率在線測(cè)量具有實(shí)際意義。
　　 現(xiàn)有的電池測(cè)試平臺(tái)和充放電控制系統(tǒng)，不具有單液流鎳鋅電池需要的電解液流量調(diào)節(jié)功能，并且電解液流量對(duì)于單液流鎳鋅電池庫(kù)倫效率具有較大影響。因此設(shè)計(jì)一種循環(huán)泵電壓調(diào)節(jié)器，為后續(xù)根據(jù)電池狀態(tài)控制電解液流速具有實(shí)際意義。
　　 本文首先闡明了單液流鎳鋅電池和廣義動(dòng)態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀，敘述了采

3、用廣義動(dòng)態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模研究電池特性的原因;其次，針對(duì)廣義動(dòng)態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中存在的初始參數(shù)設(shè)定困難的問(wèn)題，提出一種基于遺傳算法的參數(shù)自適應(yīng)廣義動(dòng)態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練算法，并改進(jìn)了遺傳算法的適應(yīng)度函數(shù);再次，通過(guò)分析單液流鎳鋅電池的電化學(xué)原理得到循環(huán)次數(shù)、電流密度和循環(huán)泵電壓是影響庫(kù)倫效率的重要參數(shù)。通過(guò)合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)條件，完成了不同條件下的庫(kù)倫效率測(cè)量實(shí)驗(yàn)，并對(duì)庫(kù)倫效率進(jìn)行建模和分析;最后，根據(jù)電解液流速對(duì)于庫(kù)倫效率有較大影響，針對(duì)目

4、前電池測(cè)試平臺(tái)對(duì)于液流電池測(cè)試的不足，設(shè)計(jì)了循環(huán)泵電壓調(diào)節(jié)器。
　　 通過(guò)對(duì)不同對(duì)象的訓(xùn)練，對(duì)比本文提出的算法的訓(xùn)練效果和手工選擇參數(shù)的訓(xùn)練效果，說(shuō)明本文提出的算法可以適應(yīng)不同對(duì)象，具有良好的訓(xùn)練效果。建立的庫(kù)倫效率模型泛化預(yù)測(cè)效果較好，可為庫(kù)倫效率在線測(cè)量提供一種預(yù)測(cè)方法。通過(guò)對(duì)建立的模型進(jìn)行特性分析，得到提高庫(kù)倫效率的方法:較小的電流密度下適合采用較大的循環(huán)泵電壓，較大的電流密度下適合采用較小的循環(huán)泵電壓。設(shè)計(jì)的循環(huán)泵電壓調(diào)