鋰離子電池串并聯(lián)成組優(yōu)化研究.pdf

1、動力鋰離子電池具有標(biāo)稱電壓高、比能量大、充放電效率高及壽命長等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用在電動汽車及電池儲能等領(lǐng)域，電池成組應(yīng)用技術(shù)逐步成為研究熱點(diǎn)。本文以錳酸鋰和磷酸鐵鋰電池為研究對象，主要針對電池單體及成組模型仿真與電池成組優(yōu)化分析兩個方面展開研究，具體研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)選取單體電池Thevenin等效電路模型，利用Arbin電池測試設(shè)備及其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行電池容量、OCV-SOC曲線等電池測試實(shí)驗(yàn)并辨識電池模型參數(shù)，

2、利用Matlab/Simulink平臺搭建單體電池Thevenin等效電路仿真模型，單體恒流充電與DST工況實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了仿真模型的精度。
　　(2)分析了并聯(lián)電池組的基本等效電路，列寫了計算機(jī)求解并聯(lián)支路電流的矩陣表達(dá)式，提出了并聯(lián)支路極化電壓迭代計算方法，基于單體電池Simulink仿真模型和并聯(lián)電池組等效電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)搭建并聯(lián)電池組仿真模型，通過電池參數(shù)識別實(shí)驗(yàn)辨識了并聯(lián)電池參數(shù)，實(shí)驗(yàn)室搭建并聯(lián)電池組實(shí)驗(yàn)平臺，完成了并聯(lián)支路歐姆內(nèi)

3、阻差異、并聯(lián)支路容量差異、并聯(lián)支路初始SOC差異的實(shí)驗(yàn)與仿真并針對支路參數(shù)不一致初步分析了并聯(lián)電池成組優(yōu)化應(yīng)用方法。
　　(3)針對串聯(lián)電池組建立了三種串聯(lián)電池組的計算機(jī)仿真模型并進(jìn)行對比分析，在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上識別單體電池以及串聯(lián)電池組參數(shù)，串聯(lián)電池組充放電實(shí)驗(yàn)的仿真結(jié)果說明了將串聯(lián)電池組等效為一個電池的誤差最大。進(jìn)一步結(jié)合電池參數(shù)數(shù)理統(tǒng)計提出兩種實(shí)現(xiàn)大規(guī)模串聯(lián)電池組仿真的方法，即基于組合建模方法與數(shù)理統(tǒng)計的串聯(lián)電池組仿真和基于簡化建

4、模方法與數(shù)理統(tǒng)計的串聯(lián)電池組仿真。通過16模塊串聯(lián)的電池組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了仿真模型的精度，該方法為電動汽車整車仿真、電池儲能系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)字仿真提供了有效手段。
　　(4)本章針對電池組典型的串并聯(lián)連接方式，分析不同連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將復(fù)雜的串并聯(lián)連接方式等效轉(zhuǎn)化，結(jié)合并聯(lián)支路不均衡電流計算以及基于數(shù)理統(tǒng)計的大規(guī)模串聯(lián)電池組仿真計算從而實(shí)現(xiàn)串并聯(lián)電池組的建模仿真。搭建了2箱串聯(lián)電池組的并聯(lián)平臺，實(shí)驗(yàn)表明了仿真模型在不同初始SOC并聯(lián)支路的不