锂离子动力电池直流内阻测试及其应用研究

摘要

随着基于锂离子电池的储能系统在电动车等领域的广泛应用，在保证锂电池寿命和安全的前提条件下进行快速充电以及对成组电池的一致性进行分析等成为亟待解决或改进的问题。针对这些问题，本文研究的主要内容和成果包括以下方面：
　　研究了锂电池一阶戴维南电路模型中参数的温度特性。该部分内容采用一定的参数辨识方法以得到不同荷电状态(Stage of Charge, SOC)和温度条件下的模型参数；基于对参数的温度特性分析，建立了电池模型参数关于SOC和温度的函数关系式。
　　研究了锂电池直流内阻的温度特性。在综合分析了SOC、电流和温度对直流内阻值的影响后，基于直流内阻的实验数据，采用了曲线拟合、插值以及修正等数据处理方法以建立直流内阻关于SOC、电流和温度的函数。仿真结果验证了此直流内阻函数的准确性，其成果可应用于优化充电或者更高精度的建模。
　　提出了一种多段恒流充电方法。基于恒流工况实验数据，建立了库伦效率系数函数以及能量损耗方程；在考虑直流内阻变化的情况下，提出了一种均衡考虑锂电池内部能量损耗和充电速度的多段恒流充电方法，从而可间接考虑到充电电流对锂电池寿命的影响。
　　搭建了电池组实验平台并对电池组的一致性进行了分析。为了在电池成组的状态下对电池组进行测试并分析，搭建了电池组测试实验平台；根据测试得到的电池组电流电压数据，计算电池组直流内阻；基于电池组直流内阻数据，分析了电池组的一致性并可挑选出一致性较差的单体电池以便于及时更换。

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第1章 绪 论

1.1研究背景和选题意义

1.2锂电池简介

1.3国内外研究现状

1.4论文研究内容概述

第2章 动力锂电池一阶戴维南模型参数关于荷电状态和温度的研究

2.1引言

2.2锂电池一阶戴维南模型和参数辨识

2.3建立模型参数关于荷电状态和温度的函数

2.4本章小结

第3章 动力锂电池直流内阻关于荷电状态和电流以及温度的研究

3.1引言

3.2锂电池直流内阻模型以及参数辨识

3.3建立直流内阻关于荷电状态和电流以及环境温度的函数

3.4建立直流内阻关于荷电状态和电流以及实时温度的函数

3.5本章小结

第4章 锂电池多段恒流充电方法

4.1引言

4.2锂电池直流内阻参数辨识

4.3目标方程的建立

4.4变权重充电方法

4.5实验与分析

4.6本章小结

第5章 实验平台和电池组一致性分析

5.1引言

5.2搭建实验平台

5.3电池组一致性分析

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢