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基于工况仿真的锂动力电池寿命研究

王雪非  
【摘要】:动力电池作为电动汽车的主要能量来源,是电动汽车上的关键部件,而动力电池性能的好坏则直接影响电动汽车的应用前景。磷酸铁锂动力电池以其高电压、循环寿命长、绿色环保等诸多优点,已经在电动汽车领域得到了广泛的应用。 目前,锂电池的检测技术尚未完全成熟,锂电池的一个重要参数电池寿命状态SOH(State-Of-Health)的预测一直是电池检测领域的一个难题。动力电池为了满足电动汽车高电压的要求,通常是以模组形式安装在汽车上,而电动汽车通常运行在不同的工作环境中,动力电池必然会受到不同温度、振动以及充放电电流的冲击,这些因素也势必会影响电池的循环寿命。 本课题在研究锂电池内部结构与工作原理的基础上,分别对磷酸铁锂电池在不同条件下的充放电特性进行了研究,分析并找出了影响电池寿命的一些主要因素。在此基础上,搭建了电动汽车工况仿真平台来模拟不同的仿真工况,即用温控箱来模拟外界温度的变化,通过振动试验台来模拟实车运行中不同道路的振动情况,通过对电池充放电电流的控制来模拟实际电池工作时的充放电情况,将动力电池放在此仿真工况下进行充放电循环试验,发现在不同的外界条件影响下,动力电池的循环寿命是不同的。本课题在此基础上进行了大量实验,通过对实验的总结分析,提出了电池容量衰减系数的概念,建立了在外界环境影响下的动力电池循环寿命的数学模型,进而来预测电池的寿命状态SOH,最后通过实验验证此模型具有较高的精确度,为今后电池的生产与使用提供了理论依据和方法。


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