动力电池组健康状态评价方法的研究
动力电池soh估算原理
动力电池soh估算原理动力电池SOH(State of Health,健康状态)是指电池在使用过程中由于老化、损坏等原因导致其容量和性能的下降程度。
SOH的估算对于电池的监测、维护和替换非常重要,因为它可以帮助我们判断电池是否需要更换以及在使用过程中的可靠性。
本文将介绍动力电池SOH 估算的原理。
动力电池SOH估算的原理可以分为两种:基于电流和基于电压的方法。
具体的方法包括:放电容量测量法、静态电阻测量法、开路电压测量法和电压过程法等。
首先,放电容量测量法是最常用的动力电池SOH估算方法之一。
该方法是通过控制电池的放电过程来测量电池的容量。
一般来说,电池的容量可以通过测量电池从满电到放电完的时间来估算。
当电池的SOH较高时,放电过程需要更长的时间才能完全放空电池。
而当电池的SOH较低时,放电过程需要较短的时间就可以放空电池。
通过测量电池的放电容量,我们可以得到电池的SOH。
其次,静态电阻测量法是另一种常用的电池SOH估算方法。
该方法是通过使用恒流放电法来测量电池的静态电阻。
电池的静态电阻是指在没有电流通过时电池的电压下降。
当电池的SOH较高时,电池的静态电阻较小,而当电池的SOH较低时,电池的静态电阻较大。
通过测量电池的静态电阻,我们可以得到电池的SOH。
第三,开路电压测量法是一种简单而又常用的电池SOH估算方法。
该方法是通过测量电池的开路电压来估算电池的SOH。
当电池的SOH较高时,电池的开路电压较高,而当电池的SOH较低时,电池的开路电压较低。
通过测量电池的开路电压,我们可以得到电池的SOH。
最后,电压过程法是一种基于电压的动力电池SOH估算方法。
该方法是通过测量电池在充电和放电过程中的电压变化来估算电池的SOH。
在充电过程中,电池的SOH越高,电压上升的速度越快。
而在放电过程中,电池的SOH越高,电压下降的速度越慢。
通过测量电池在充放电过程中的电压变化,我们可以得到电池的SOH。
综上所述,动力电池SOH的估算原理主要包括基于电流和基于电压的方法。
电动汽车动力蓄电池健康状态评价指标及估算误差试验方法
电动汽车动力蓄电池健康状态评价指标及估算误差试验方法电动汽车动力蓄电池是作为电动汽车的核心部分,在车辆使用过程中,其健康状态会对整个车辆的性能和安全性产生重大影响。
因此,对电动车电池的健康状态评价指标的准确度和误差极其重要。
一、电动车动力蓄电池健康状态评价的指标1.电池容量动力蓄电池的容量是电池存储能量的重要指标,用于估算电池使用时间和电动车的续航里程。
电池容量的正确评估对车辆的使用寿命有着重大的影响。
2.内阻动力蓄电池的内阻大小会影响电池的输出功率和充电速度。
通过对动力蓄电池内阻的测试可以评估电池的综合性能和状态。
3.剩余能量比例动力蓄电池的剩余能量比例指电池当前剩余的电量占总容量的比例。
评估电池的剩余能量比例能够更好地了解电池的使用寿命和电量状态。
4.电池温度动力蓄电池的温度直接影响电池的工作寿命和性能。
电池温度过高或过低都会导致电池容量的下降和电池的寿命缩短。
5.充电时间动力蓄电池充电的时间会影响电池的充电效率和使用寿命。
针对不同类型的电池,需要有不同的充电时间。
二、电动车动力蓄电池评价误差的来源1.实验测试设备误差测试设备的精度、分辨率和有效范围等因素都会对测试结果产生误差。
要确保测试设备的精度符合标准才能避免误差的发生。
2.实验测试环境误差实验环境的温湿度、氧气含量等因素会对测试结果产生误差。
为了避免误差的出现,在测试前需要对测试环境进行充分的控制和调整。
3.恶劣使用环境误差电动车在复杂的道路环境下可能会引发充电和放电过程中电池温度过高或过低等问题。
这些因素都会对电池的健康状况产生影响。
三、电动车动力蓄电池健康状态评价误差试验方法1.实验室试验通过实验室测试设备对动力蓄电池进行定量评估和测试,可以评价电池的容量、内阻、电池温度等因素,但需要完全控制测试条件,依赖性较高。
2.实车行驶试验将测试设备安装到电动车上,模拟车辆在路上使用的状态,可以对复杂的行车环境进行测试,可以评估电池的剩余能量比例、充电时间等因素。
电动汽车动力蓄电池健康状态评价指标及估算误差试验方法
电动汽车动力蓄电池健康状态评价指标及估算误差试验方法电动汽车动力蓄电池健康状态评价是电动汽车管理和维护的重要内容。
本文将讨论动力蓄电池健康状态评价的指标及估算误差试验方法。
一、动力蓄电池健康状态评价指标1.容量衰减:容量衰减是评价动力蓄电池健康状态的重要指标之一。
它反映了蓄电池在使用过程中的容量损失程度。
通常采用剩余容量比例(SOC)或可用容量比例(SOH)来表示。
SOC代表蓄电池当前的充电状态,而SOH则是蓄电池与新电池相比的容量衰减比例。
2.内阻增加:内阻是动力蓄电池电化学反应和电池内部结构特性的综合体现。
随着蓄电池使用时间的增加,蓄电池内部材料的老化以及结构腐蚀等因素,都会导致蓄电池内阻增加。
内阻增加会降低蓄电池的输出电压,使得充放电效率下降。
3.温度效应:温度对蓄电池的性能和寿命有显著影响。
在高温环境下,蓄电池的容量衰减速度会加快,内阻增加也会加剧。
因此,温度对动力蓄电池的健康状态评价具有重要意义。
4.充放电效率:充放电效率是指蓄电池在充电和放电过程中能量的损失程度。
充放电效率的下降会导致蓄电池能量利用率降低。
二、动力蓄电池健康状态估算误差试验方法1.容量衰减估算:测量蓄电池在不同SOC或SOH下的放电时间和电压曲线,利用容量衰减模型估算容量衰减的情况。
同时,可以采用交流阻抗技术测量蓄电池的内阻变化情况,并结合电压变化来进一步估算容量衰减。
2.内阻增加估算:采用交流阻抗技术对蓄电池进行频率扫描测量,在不同频率下测量蓄电池的内阻。
通过分析内阻与频率的关系,可以获得蓄电池的内阻增加情况。
3.温度效应评价:将蓄电池放置在不同温度环境下进行充放电实验,测量蓄电池的容量衰减、内阻增加以及充放电效率等指标。
然后根据得到的数据,分析温度对蓄电池健康状态的影响。
4.充放电效率评价:进行一系列充放电实验,根据蓄电池的容量损失以及能量损失情况,计算充放电效率。
同时,关注蓄电池的自放电情况和电化学效率,综合评价充放电效率的变化。
大数据驱动的动力电池健康状态估计方法综述
大数据驱动的动力电池健康状态估计方法综述随着电动汽车的快速发展,动力电池的健康状态监测和估计成为了一个重要的研究方向。
大数据作为一种强大的工具,可以从海量的数据中提取有价值的信息,对于动力电池的健康状态估计具有巨大的潜力。
本文将对目前大数据驱动的动力电池健康状态估计方法进行综述,旨在为相关研究提供参考。
一、引言动力电池是电动汽车的核心组成部分,其健康状态的准确估计对于电动汽车的安全性、可靠性和寿命具有重要影响。
传统的动力电池健康状态监测方法主要基于物理模型或统计方法,但这些方法需要大量的先验知识和准确的参数输入,且对于实时性和精准度要求较高的场景存在一定的限制。
而大数据驱动的动力电池健康状态估计方法可以通过分析和挖掘大规模的实际数据,基于数据本身的规律和特征来实现对动力电池健康状态的准确估计。
二、数据采集与预处理大数据驱动的动力电池健康状态估计首先需要进行数据采集和预处理。
数据采集可以通过在电动汽车中安装传感器来获取相关参数,如电池电压、电流、温度等。
为保证数据的准确性和完整性,还需要进行数据预处理,包括异常值剔除、数据对齐和噪声滤波等。
三、特征提取与选择在大数据驱动的动力电池健康状态估计中,特征提取和选择是关键的步骤。
特征提取是将原始数据转化为能够表达电池健康状态的有意义的特征,常用的特征包括电池容量衰减、内阻变化、电池温度变化等。
特征选择是从大量的特征中选择出最有代表性的特征,可以采用统计学方法、机器学习方法或特征选择算法进行。
四、建模与训练根据特征提取和选择得到的特征,可以建立动力电池健康状态预测模型。
常用的建模方法包括支持向量机、神经网络、随机森林等。
在建模之前,需要进行数据集的划分,一部分数据用于训练模型,一部分数据用于测试和验证模型的准确性。
五、模型评估与优化建立模型后,需要对模型进行评估和优化。
评估指标可以采用准确率、精确率、召回率等指标评估模型的性能,同时可以通过交叉验证等方法对模型进行验证。
纯电动汽车锂电池组健康状态的估计研究
2、技术原理
充电均衡技术主要通过以下几种方式实现:
(1)被动均衡:利用并联电阻或电容等元件,将高电压或低电压的单体电 池能量转移至其他电池,以达到充电状态一致的目的。
(2)主动均衡:通过能量转移装置将能量从高电压单体电池转移到低电压 单体电池,或者从低电压单体电池转移到高电压单体电池。
(3)热能均衡:利用热能转换器将电池组中过热或过冷的单体电池进行热 能转移,使其温度趋于一致。
1、荷电状态(SOC)估计
SOC是指电池剩余电量与总电量的比值,它是电池管理系统中非常重要的参 数。SOC的估计主要通过电池的电压、电流和温度等参数进行计算。常用的 SOC 估计方法包括基于规则的方法、基于数学模型的方法和基于机器学习的方法等。
2、健康状态(SOH)估计
SOH是指电池的性能下降程度,它是电池管理系统中另一个重要的参数。SOH 的估计主要通过电池的容量、内阻和自放电率等参数进行计算。常用的 SOH估计 方法包括基于模型的方法和基于数据驱动的方法等。
2、考虑多种影响因素:电池的健康状态受到多种因素的影响,包括电池的 工作条件、充放电策略、环境温度、老化程度等。因此,需要研究如何综合考虑 这些因素对锂电池组健康状态的影响,以提高估计的准确性。
3、发展智能诊断技术:随着人工智能和机器学习技术的发展,可以考虑将 智能诊断技术应用于锂电池组健康状态的估计。通过深度学习和模式识别等方法, 可以实现对电池性能的实时监测和预警,提前发现潜在的问题并进行处理。
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结论
纯电动汽车锂电池组充电均衡技术是保障车辆性能和延长电池寿命的关键。 本次演示通过对该技术的深入研究,总结出现状和发展趋势,并指出了存在的问 题和挑战。提出了加强新材料研发、优化电池管理系统、结合先进技术等建议和 展望,为进一步提高纯电动汽车的性能和普及程度提供理论支持。
电动汽车动力蓄电池健康状态评价指标及估算误差试验方法
电动汽车动力蓄电池健康状态评价指标及估算误差试验方法# 电动汽车动力蓄电池健康状态评价指标及估算误差试验方法## 引言随着电动汽车的快速发展,动力蓄电池作为电动汽车的心脏,其健康状况对电动汽车的性能和使用寿命具有重要影响。
因此,评估动力蓄电池的健康状态并准确估算其误差至关重要。
本文将介绍电动汽车动力蓄电池健康状态评价的重要指标,并提供一种可行的试验方法来估算误差。
## 动力蓄电池健康状态评价指标评价动力蓄电池健康状态的指标可以分为三个方面:容量衰减、内阻增加和寿命预测。
### 容量衰减(Capacity Fade)容量衰减是指蓄电池在循环充放电过程中,其储存电能的能力逐渐降低的现象。
通常以蓄电池剩余容量与初始容量的比值来衡量,常用的指标有:1. 容量保持率(Capacity Retention):表示蓄电池的剩余容量与初始容量的百分比。
### 内阻增加(Resistance Increase)内阻增加是指蓄电池在使用过程中,其内部电阻逐渐增加的现象。
内阻增加会导致电池加速老化、功率输出下降等问题。
常用的指标有:1. ohmic内阻(Ohmic Resistance):指蓄电池的内部电阻,通常以欧姆(Ω)为单位。
### 寿命预测(Cycle Life Prediction)寿命预测是指通过一定的方法和模型,估计蓄电池的使用寿命。
常用的指标有:1. 循环次数(Cycle Count):表示蓄电池能够循环充放电的次数,通常以次为单位。
## 估算误差试验方法为了准确估算动力蓄电池健康状态的误差,在测试过程中需要遵循以下试验方法:1. 循环充放电测试:通过对蓄电池进行多次充放电循环,观察其容量变化和内阻增加情况。
可以使用标准的充放电设备,并记录每一次的充放电过程。
2. 内阻测试:使用专业的内阻测试仪器,对蓄电池进行内阻测量。
需要在标准的测试条件下进行,以确保结果的准确性。
3. 寿命预测模型建立:根据历史数据和实验结果,建立一种可靠的寿命预测模型。
动力电池健康状态评估方法
动力电池健康状态评估方法随着电动汽车的快速发展,动力电池作为电动汽车的重要组成部分,其健康状态评估变得越来越重要。
动力电池的健康状态直接影响着电动汽车的性能、续航里程以及使用寿命。
因此,准确评估动力电池的健康状态对于保障电动汽车的安全和可靠运行至关重要。
本文将介绍几种常用的动力电池健康状态评估方法。
1. 电池容量衰减率评估法电池容量衰减率是动力电池健康状态的重要指标之一。
容量衰减率评估法通过测量电池的实际容量和设计容量之间的差异来评估电池的健康状态。
一般来说,容量衰减率越高,电池的健康状态越差。
常用的测量方法包括恒流放电和恒流充电,通过记录电池的电压和电流变化来计算电池的实际容量。
2. 电池内阻评估法电池内阻是动力电池健康状态的另一个重要指标。
电池内阻的增加会导致电池的能量损失增加,从而降低电池的续航里程和功率输出能力。
电池内阻评估法通过测量电池放电过程中的电压和电流变化来计算电池的内阻。
内阻越大,电池的健康状态越差。
3. 电池开路电压评估法电池开路电压是动力电池健康状态的另一个重要指标。
电池开路电压与电池的剩余容量和内阻有关。
当电池容量减少或内阻增加时,电池的开路电压会降低。
通过测量电池的开路电压变化,可以评估电池的健康状态。
4. 电池温度评估法电池温度是动力电池健康状态的重要指标之一。
电池在过高或过低的温度下工作会导致电池的性能下降和寿命缩短。
因此,电池温度的监测和评估对于电池的健康状态非常重要。
常用的方法包括在电池内部和外部安装温度传感器,通过监测电池的温度变化来评估电池的健康状态。
5. 循环寿命评估法循环寿命是动力电池健康状态的重要指标之一。
循环寿命评估法通过对电池进行充放电循环测试来评估电池的寿命和健康状态。
循环寿命越长,电池的健康状态越好。
常用的测试方法包括充放电循环测试和快速充放电测试。
动力电池健康状态评估方法多种多样,可以从容量衰减率、内阻、开路电压、温度和循环寿命等方面进行评估。
电动汽车动力蓄电池健康状态评价指标及估算误差试验方法
电动汽车动力蓄电池健康状态评价是保证电动汽车安全可靠运行的重要环节。
评价指标的准确性和误差试验方法的可信度直接影响到车主对电池健康状态的信任和使用体验。
下面将给出相关参考内容。
一、动力蓄电池健康状态评价指标1.能量容量(Energy Capacity):动力蓄电池能够存储的总能量。
评价时可以通过充放电循环测试来测量实际容量与标称容量之间的差异。
2.功率容量(Power Capacity):动力蓄电池在单位时间内可输出的最大功率。
评价时可以通过脉冲测试测量动力蓄电池在不同温度下的实际输出功率。
3.内阻(Internal Resistance):动力蓄电池在充放电过程中产生的内部电阻。
评价时可以通过电流-电压测试来测量实际内阻与标称内阻之间的差异。
4.自放电率(Self-discharge Rate):动力蓄电池在不使用的情况下,单位时间内自行消耗的电能。
评价时可以通过长时间静置测试来测量不同存储温度下的自放电率。
5.循环寿命(Cycle Life):动力蓄电池能够经受的充放电循环次数。
评价时可以通过加速寿命试验来模拟不同使用情况下的循环寿命。
6.安全性能(Safety Performance):包括短路、过充、过放、高温等异常情况下的性能表现。
评价时可以通过各种极端测试来检测动力蓄电池的安全性能。
二、动力蓄电池健康状态评价误差试验方法1.循环测试误差试验方法:通过对同一批次动力蓄电池进行多次充放电循环测试,比较不同测试结果之间的差异,评估测试误差并提供可靠的数据分析。
2.电流-电压测试误差试验方法:通过使用不同精度的电流-电压测试设备对动力蓄电池进行测试,比较不同设备测量结果之间的差异,评估测试的可信度并提供误差范围。
3.长时间静置测试误差试验方法:通过对同一批次动力蓄电池在不同温度下进行长时间静置测试,比较不同测试结果之间的差异,评估测试误差并提供可靠的数据分析。
4.加速寿命试验误差试验方法:通过对同一批次动力蓄电池进行加速寿命试验,模拟不同使用情况下的循环寿命,比较不同测试结果之间的差异,评估测试误差并提供可信度分析。
电池组状态评估及健康管理技术研究
电池组状态评估及健康管理技术研究第一章绪论电池组是新能源汽车的核心零部件之一,因此对电池组的状态评估和健康管理技术研究具有重要的意义。
本文将从电池组的基本结构、电池组状态评估技术和健康管理技术等方面介绍电池组的状态评估及健康管理技术研究。
第二章电池组的基本结构电池组是由多个单体电池组成,单体电池又由正负极、导体、隔膜和电解液等构成。
电池组的基本结构如图所示:图1 电池组基本结构图电池组中的单体电池数量不同,能量密度和容量也不同。
因此,电池组中各个单体电池的状态不同,会出现寿命不一致、安全性能下降等问题,需要采用状态评估和健康管理技术及时发现和解决这些问题。
第三章电池组状态评估技术3.1 电池组状态参数电池组状态参数是表示电池组状态的关键指标,包括电量、能量、温度、SOC和SOH等。
电量是电池组储存电能的总量,单位为Wh;能量是电池组释放出的总电能,单位为J;温度是电池组内部的温度,对电池组的性能和寿命有重要影响;SOC和SOH分别是电池组的电荷状态和健康状态指标,可以用于评估电池组的性能和剩余寿命。
3.2 电池组状态评估方法目前,主要的电池组状态评估方法包括电化学方法、模型预测方法和数据驱动方法等。
电化学方法是通过对电池组内部的反应进行分析,确定电池组的状态参数。
该方法需要测量电池组内部的电化学特性,如电压、电流和电导率等指标,可获得准确的状态信息。
但是,该方法需要对电池组进行较为复杂的测量和分析,成本较高。
模型预测方法是建立电池组的物理数学模型,通过对模型的求解,预测电池组的行为和性能。
该方法具有计算复杂度低、预测准确度高等优点,广泛应用于电池组状态评估和健康管理领域。
但是,该方法需要建立复杂的数学模型,容易受到噪声和模型误差的影响,精度有限。
数据驱动方法是根据电池组的历史数据和现有状态信息,通过数据挖掘和机器学习等技术,建立等效电路模型、灰度模型或神经网络等,预测电池组的状态和性能。
该方法不需要建立复杂的物理模型,具有计算复杂度低、预测准确度高等优点。
新能源汽车动力电池健康状态监测的研究
-20℃、25℃、50℃的放电容量、电压的变化。
图1动力电池特性变化图因此,为了确保动力电池的稳定性,纯电动汽车配置有对动力电池各项工作参数进行监测的管理系统,力电池管理系统,动力电池管理系统通常由电源模块、模块文档控制、电压网络、温度控制网络、电流采集、输出接口、CAN总线接口、电子开关等模块组成。
动力电池健康状态和剩余寿命预测的数据动力电池健康状态数据分析动力电池管理系统监测数据主要包括有:采集监测数据、电池状态监测管理、监测控制、安全监测控制、热监控、均衡监测控制、通信功能和人机功能接口。
根据电池的正负极材料、电池的外形、电池的容量、电池的化学特性等特性,对动力电池组的数据监测采集主要是电池电压、电流、单体电池温度等[2];动力电池健康状态管理主要在于热监控、均衡控制的能量监控;安全管理主要监测充放电继电器、人机通信接口的安全。
2.2动力电池荷电状态分析荷电状态用SOC stateofcharge)表示,反映动力电池的剩余电池容量,其数值上定义为剩余电池容量占额定电池容量的比值,监测数据值范围为0~100%,当SOC=100%时表示电池完全充满SOC=0%时表示电池完全放电。
荷电状态是防止动力电池过度充电和过度放电的主要参数,正确监测动力电池组的荷电状态可以最大限度提高动力电池组的利用率以保证动力电池组的使用年限。
电池荷电状态,其经典的表达式为:SOC=Qre/Qall*100%池的建模和容量估算有所不同,并且电池组的一致性差异对性能估算有重要影响。
根据总电池电压估算并校正电池的性能。
如果电池差异很大,将导致估算精度的较大误差。
2.4动力电池健康状态监测通过对RS485、信检测、电池模组、电池均衡板、接触器等设备进行动力电池健康状态监测数据选取设置。
如图2所示。
最终确定了将电池的容量作为锂离子电池健康状态的评价指标,并基于锂离子电池充放电过程的状态参数提出将电压、电流、温度、荷电状态(SOC)联合作为健康因子进行SOH估计。
新能源汽车动力电池系统状态评估方法
新能源汽车动力电池系统状态评估方法随着环保意识的增强和能源危机的日益严重,新能源汽车逐渐成为汽车市场的热门选择。
其中,动力电池系统作为新能源汽车的核心组成部分之一,其状态评估的准确性和可靠性对新能源汽车的性能和安全具有重要影响。
因此,开发一种有效的动力电池系统状态评估方法是非常必要的。
本文将介绍一种基于模型的状态评估方法,用于对新能源汽车动力电池系统进行状态评估。
动力电池系统由多个电池模块组成,每个电池模块由多个电池单体串联而成。
而每个电池单体的状态会直接影响整个动力电池系统的性能和寿命。
因此,电池单体的状态评估就变得至关重要。
基于模型的状态评估方法主要基于物理模型和数学模型,通过对电池单体进行参数辨识,建立电池模型。
在实际运行中,采集电池单体的电压、电流、温度等数据,并结合电池模型进行状态评估。
具体而言,该方法可以分为以下三个步骤:第一步是电池模型的建立。
根据电池的基本特性和物理原理,可以建立基于经验公式和电化学原理的电池模型。
其中,经验公式可以描述电池电压和容量的关系,电化学原理可以描述电池反应动力学。
通过参数辨识,可以获取电池模型的相关参数。
第二步是数据采集和预处理。
在实际运行中,要采集电池单体的电压、电流和温度等数据。
这些数据可能会受到噪声和干扰的影响,因此需要进行预处理。
常见的预处理方法包括滤波、去噪和补偿等,以提高数据的质量。
第三步是状态评估算法的设计。
在数据预处理后,可以利用电池模型和实际数据进行状态评估。
常见的状态评估算法包括卡尔曼滤波、粒子滤波和扩展卡尔曼滤波等。
这些算法可以通过对观测数据的权重和先验信息的整合,来实现对电池状态的估计。
除了基于模型的方法,还可以利用经验统计法对电池状态进行评估。
经验统计法主要是基于历史数据和经验规律,通过统计分析和建立统计模型来评估电池状态。
这种方法不需要建立复杂的物理模型,但对历史数据的要求较高,且无法考虑电池内部的微观变化。
总之,动力电池系统状态评估方法是新能源汽车技术中的关键问题之一、基于模型的方法可以通过建立电池模型和设计状态评估算法,来实现对电池系统状态的准确评估。
锂离子电池组健康评估方法探讨
锂离子电池组健康评估方法探讨摘要:近些年,测试测量、电化学、可靠性等领域广泛展开了对单一个体锂离子电池的荷电状态估计、剩余使用寿命预测和健康状态估计等问题的深入研究。
锂离子电池因能量密度高、循环寿命长等参数优势,在航空航天、新能源、电动汽车等行业普遍应用。
在这些实际应用场景中,锂离子电池经串并联架构成为电池组,提供稳定且优质的能源保障。
随之而来,锂离子电池组的退化建模、健康状态估计逐渐成为有待攻克的关键技术。
本文以阐述锂离子电池单体和电池组的退化机理为基础,识别锂离子电池组退化状态,研究健康状态估计方法。
最后,从锂离子电池组建模、状态估计、能量管理等角度出发,对锂离子电池组的健康状态估计方法与新领域中应用做出发展趋势展望。
关键词:锂离子电池;健康评估;单体差异;退化状态;方法探讨1 引言近年来,航空航天、电动汽车、新能源等新兴领域更多关注了锂离子电池的研究与应用,究其原因,还是其拥有高能量密度、长循环寿命等优异的参数特征。
不仅如此,测试测量、电化学和可靠性等热门学科也广泛开始了对单一个体锂离子电池的荷电状态估计、剩余使用寿命预测和健康状态估计等问题研究。
在实际应用场景中,锂离子电池单体经常被经过串并联形式架构成为特殊形式电池组,也称电池包。
锂离子电池电池组可以提供稳定且优质的能源用以保障用电系统。
目前最亟待突破的关键技术就是锂离子电池组的退化建模、健康状态估计。
因此,本文通过对比单一个体锂离子电池和电池组的退化机理,识别出锂离子电池组退化状态,制定出健康状态估计方法,并将现有基本理论和方法结合实际应用场景,开展局限性分析。
最后,从锂离子电池组建模、状态估计和能量管理等角度出发,对锂离子电池组的健康状态估计方法在新能源、电动汽车、飞行器及其相关领域的应用做出发展趋势展望。
锂离子电池为确保满足系统容量、功率、输出电压等主要指标,常采用串并联成组的方法架构出锂离子电池组。
因为每个锂离子电池个体之间普遍存在着单体不一致性问题,架构成锂离子电池组后综合性能会受内部单体性能影响,还会受每个单体间一致性的影响。
电池健康状态实验与评估方法综述
电池健康状态实验与评估方法综述王聪聪1,叶思成2 ,裴春兴1,戴朝华*(1.中车唐山机车车辆有限公司,河北唐山064000 ; 2.西南交通大学电气工程学院,四川成都610031)摘要:分析影响电池健康状态(SOH )的内部机理和外部环境因素,并从多个SOH 定义反映电池老化特征。
针对电池SOH评估研究难点,从SOH 实验、SOH 评估方法、等效模型和成组不一致性等4个方面,综述目前电池SOH 的研究进展。
对比不同模型、算法及体系的优缺点,展望电池SOH 评估的研究重点。
关键词:健康状态(SOH );老化影响因素;老化实验;特征参数中图分类号:TM912. 9 文献标志码:A 文章编号:1001-1579(2021)02-0197-04Review on battery state-of-health experiment and estimation methodsWANG Cong-cong 1 ,YE Si-cheng 2 ,PEI Chun-xing 1 , DAI Chao-hua 2*(1. CRRC Tangshan Co.,Ltd.,Tangshan,Hebei 064000,China ;2. School f Electrical Engineering,Southwest Jiaotong University , Chengdu , Sichuan 610031, China )Abstract :The internal mechanism and external environment influences on battery state-of-health ( SOH ) were analysed and theaging characteristics of batteries were reflected from several SOH definitions. In view of the research difficulties in SOH estimation ,the research progress was summarized from four aspects: SOH test , SOH estimation methods , equivalent model and battery packinconsistency. The advantages and disadvantages of different models , algorithms and systems were compared , the research focus ofbattery SOH estimation was prospected.Key words :state-of-health(SOH); aging influencing factor ; aging test ; characteristic parameter受各种不确定因素的影响,电池健康状态(SOH )在复杂多变的实际环境中难以估计和预测,是所有电池面临的共同 问题[l ]o 造成该问题的原因,除材料和生产工艺等电池自身因素外,电池管理系统(BMS )在复杂条件下的评估技术也存 在不适应、不准确等现象。
电动汽车锂离子电池组状态评估方法研究
电动汽车锂离子电池组状态评估方法研究随着全球经济和环境的迅猛发展,电动汽车作为一种新型交通工具被越来越广泛地应用于日常生活中。
而作为电动汽车的核心能量来源,电池组的状态评估成为了至关重要的技术研究领域。
在现有的电动汽车电池技术中,锂离子电池组是最为成熟和应用广泛的技术之一。
因此,本文将重点探讨电动汽车锂离子电池组状态评估方法的研究。
一、电动汽车锂离子电池组状态评估方法的概述电动汽车锂离子电池组状态评估方法的主要目的是通过对电池组内部信息的监测和分析,评估电池组当前的状态和健康程度。
其中,状态评估包括对电池组的充放电状态、电池组容量、电化学反应等进行评估;而健康程度主要是指电池组内部的物理损伤、化学变化等程度的评估。
通过对电池组状态和健康程度的评估,可以有效地提升电动汽车的安全性能、续航里程和使用寿命。
目前,电动汽车锂离子电池组状态评估方法主要包括了三个方面:基于电池组模型的状态估计方法、基于微观监测和故障诊断的状态评估方法、基于大数据和机器学习的状态预测方法。
二、基于电池组模型的状态估计方法基于电池组模型的状态估计方法是一种基于物理模型的状态评估方法。
通过对电池组的物理特性和数学模型的建立,可以对电池组内部的各种参数进行实时的监测和预测。
其中,最为常见的电池组模型主要包括了时滞广义热学模型、神经网络模型和阻抗模型等。
时滞广义热学模型是一种热学响应模型,通过对电池组内部的能量转换、热传递和化学反应等过程的建模,可以对电池组内的物理参数进行实时的监测和预测。
神经网络模型则是一种模仿生物神经系统工作规律的计算机模型,通过对电池组内部的信息进行学习和分析,可以得到电池组的各种状态参数。
阻抗模型则是一种基于电池组电化学反应的模型,通过对电池组内部电阻、电容、电感等参数的测量和分析,可以推测电池组的容量、健康状态等信息。
基于电池组模型的方法具有模型精度高、监测参数全面的优点,但在实际应用中常常受到模型复杂度高、计算量大等问题的制约。
动力电池寿命评估研究
动力电池寿命评估研究随着新能源汽车的快速普及,动力电池的寿命问题也越来越受到关注。
动力电池是新能源汽车的重要组成部分,其性能和寿命直接关系到新能源汽车的使用寿命和市场竞争力。
因此,对动力电池寿命进行评估研究,探索动力电池寿命的影响因素和延长寿命的方法,对新能源汽车市场的发展具有重要的意义。
一、动力电池寿命评估的意义动力电池是新能源汽车的“心脏”和“蓄水池”,质量和寿命的好坏关乎新能源汽车的性能、续航里程、能量密度和使用寿命。
随着新能源汽车的市场快速发展,动力电池的质量和寿命已经成为制约新能源汽车产业发展的关键因素。
因此,对动力电池寿命进行评估可以发现动力电池的优势和不足,探索延长动力电池寿命的方法,提高新能源汽车的市场竞争力。
二、动力电池寿命的影响因素1、温度动力电池是需运作在一定温度范围内的,如果温度太高或太低,动力电池的性能和寿命将大大受影响。
特别是温度过高时,会加速动力电池的自然老化,缩短动力电池的使用寿命。
2、SOC(State of Charge)SOC表示动力电池电池组充电状态的百分比,即电池的电量。
SOC值过低或过高时,会对动力电池的寿命造成影响。
SOC值过低时,会导致电池的寿命变短,因为在低SOC值下放电电流会增加,从而引起更严重的电池损伤,而SOC值过高时,则会使动力电池容量衰减加速,缩短动力电池使用寿命。
3、充放电电流充放电电流也是影响动力电池寿命的重要因素。
充放电电流过大,会产生大量的热量,从而导致电池的寿命受到极大的影响。
三、动力电池寿命评估方法1、符号统计法符号统计法是通过对动力电池充放电数据进行分析,确定动力电池的寿命,并提出延长动力电池寿命的方法。
该方法通过不间断地对动力电池进行检测,并记录充放电循环总数和有功放电总量等指标,并进行统计分析,从而预测动力电池寿命。
2、电化学方法使用电化学方法对动力电池寿命进行评估是当前比较先进的方法。
该方法是在实验室中对动力电池进行充放电过程中进行电化学分析,以了解电池在充放电过程中发生的电化学反应对其寿命的影响。
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中图 分类 号 : TM9 1 2
文献 标识 码 : A
S t u d y o n Me t h o d s f o r Es t i ma t i n g t h e S t a t e o f He a l t h o f Ba t t e r y Pa c k
S e f f e c t o n t e r mi na l v ol t a ge un de r wo r ki n g c o nd i t i on .a n d t he r e s ul t a n al y s i s o f c o m pa r a t i v e e xp e r i me n t
第4 2卷 第 2 期
2 0 1 5 年 2 月
湖
南
大
学
学
报 (自 然 科 学 版 )
Vo 1 . 4 2, No . 2
Fe b. 2 0 1 5
J o u r n a l o f Hu n a n Un i v e r s i t y ( Na t u r a l S c i e n c e s )
YAN Xi a n g — wu,GUO Qi ’ ,YANG Ya n g,ZHANG He — c h u a n,W ANG Li — n a
( S t a t e Ke y L a b o r a t o r y o f Ne w E n e r g y P o we r S y s t e m,No r t h Ch i n a E[ e c t r i c P o we r Un i v ,B a o d i n g, He b e i 0 7 1 0 0 3 ,C h i n a ) Ab s t r a c t :I n or d e r t o e s t i ma t e t h e s t a t e o f he a l t h( S OH )o f s i n gl e c e l l i n b a t t e r y pa c k,t h i s p a pe r r e — s e a r c he d o n t he b a t t e r y’S p ol a r i z a t i o n r e s i s t a nc e a nd t h e Ohm i c r e s i s t a n c e e mph a t i c a l l y. A n e v a l u a t i on me t ho d ol o gy o f t he s i n gl e c e l l ’ S r e l a t i ve SOH wa s p r o po s e d on t he ba s i s of b a t t e r y’ S i n t e r n a l r e s i s t a nc e, a nd t h e SOH o f s i n gl e c e l l wa s e v a l ua t e d u s i ng t he t e r mi n a l v ol t a ge c o mb i ni n g wi t h t h e i n t e r n a l r e s i s t a nc e’
在 现有 的 动力 电池 技 术水 平下 , 电 动汽 车必 须 使 用数 十甚 至上 百 只单体 电池构成 的电池组 来 满足
S OC( S t a t e o f C h a r g e ) 的研 究 要 迟 缓 , 对 电池 S 0H
的研 究 模 型 主 要 分 为 电 化 学 模 型l 5 ] 、 经 验 模 型[ 。 以及 电路 模 型l 】 卜 ] . 文献 E 6 ] 从 电 化 学 反 应角 度 出发 , 将 电池 在 循 环 使 用 过程 中容 量 的 衰减
摘 要 : 为研 究动 力 电池组 内各 单体 电池 的健 康状 态 S OH( S t a t e o f He a l t h ) , 对 电池极 化 内阻和 欧姆 内阻特性进 行 分析 . 根据 电池欧姆 内阻提 出相 对健康 状 态的评 价 方法 , 并结合
电池 工作 时 内阻对 端 电压 的影 响 , 采 用端 电压 对 电池组 内单 体 电池健 康状 态进行 评价 . 最后
文章 编 号 : 1 6 7 4 — 2 9 7 4( 2 0 1 5 ) 0 2 — 0 0 9 3 — 0 7
动 力 电 池 组 健 康 状 态 评 价 方 法 的 研 究
颜 湘武 , 郭 琪 , 杨 漾 ,Байду номын сангаас张合 川 , 王 丽娜
( 华 北 电 力 大 学 新 能 源 电 力 系 统 国家 重 点 实 验 室 , 河北 保定 0 7 1 0 0 3 )
v e r i f i e d t ha t t h e p r op os e d me t h o d h a d hi gh a c c u r a c y a n d e f f e c t i v e n e s s . Ke y wo r d s:ba t t e r y p a c k;p ol a r i z a t i on r e s i s t a nc e;Ohm i c r e s i s t a n c e ;s t a t e o f he a t h( SOH )