锂离子电池组容量衰退建模与性能预测研究

作     者：田和磊 

作者单位：北京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李军求

授予年度：2015年

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：电动汽车 锂离子电池组 容量衰退建模 电压不一致性 性能仿真 

摘      要：电动汽车锂离子电池组的寿命是制约电动汽车发展的重要技术难题。本文以锰酸锂锂离子电池组为研究对象,主要针对电池组的容量衰退模型建立，性能预测模型建立、仿真和实验三个方面开展研究,主要研究工作包括以下几个方面: （1）通过对锰酸锂电池组不同环境温度、不同放电倍率下的充放电实验，重点研究分析了充放电倍率、温度等因素对电池模组容量衰退和性能的影响，为容量衰退模型的建立和性能仿真提供数据支撑。 （2）将电池模组看成整体，通过加速寿命试验，定量研究温度、放电倍率两个因素对电池模组容量衰退的影响，分别建立温度和放电倍率单独作用和共同作用下容量衰退模型，为基于电压不一致性演变的电池模组容量衰退建模打下基础。 （3）分析不一致性产生的原因，给出电压不一致性的评价指标，分析电压不一致性的影响因素，对比分析电压相对偏差和电压相对极差对电池组容量衰退的影响，对比分析基于概率理论建立电池寿命预测模型、基于电压相对偏差的容量衰退模型和基于电压相对极差的容量衰退模型优缺点。得到对任意电池组建立基于电压不一致性演变的容量衰退模型的方法。 （4）通过复合脉冲充放电实验，获得二阶电池模型的各性能参数，建立电池组性能仿真模型，并将仿真结果与实验值进行对比，分析验证模型的精确度。通过电路理论找到不同电池模组间参数估计的方法，并进行实验验证，进一步对，35Ah/750V电池模组和70Ah/900V电池模组进行性能仿真，得到不同容量衰退情况下电池模组的性能变化情况。