在rakhmatov针对锂离子蓄电池提出的电池解析模型基础上,提出了一种简单并可 预测电池寿命的电池模型,并分析了模型的适用性,该模型具有常数负载和变化负载两种情形。仿真结果表明,利用该模型预测的电池寿命达到了非常高的 度。
于差分方程(描述发生在电化学电池中的复杂现象)的 电池模型被提出来已经近十年了,但是求解这些差分方程的计算量非常大,甚至可能需要几天时间。最近几年,一些高级电池模型已经被提出来,这些模型能减少模拟时间,并能在可接受的精度范围内预测相关变量。其中dalerrakhmatov等人提出的基于扩散理论的解析模型,可以对任意给定负载 预测锂离子蓄电池寿命。rakhmatov模型在预测 度、效率和通用性等方面相当成功,但是,在应用rakhmatov模型预测电池寿命时,其计算量仍然比较大。本文以rakhmatov模型为基础,通过在误差许可范围内的近似,得到了一种简单而 的电池寿命预测模型,模型有常数(电流)负载和变化(电流)负载两种情形,并详细分析了这种模型的适用范围。本文中的负载主要是指电流负载。文中的电池寿命是指一个满容量电池从开始放电到电池输出电压下降到终止电压(cutoffvoltage,vcutoff)的时间。
根据国内外文献和已有的电动汽车运行数据,电池组的离散现象主要表现为电池的内阻、电压、容量和温度的不一致。由于电池内阻,尤其是极化内阻的不一致,个别电池在充放电过程中电压变化将比较剧烈,导致整个电池组的电压变化剧烈,影响电池组的调峰能力;由于单体电池容量存在差异,部分电池在使用过程中会比其他电池先达到充满或放空的状态,导致这部分电池容易处于过充电或过放电的状态,不但会缩短电池的使用寿命,还可能导致电池燃烧、爆炸等不安全因素;由于电池工作中有放热和吸热的过程,电池的温度也会不断变化,当温度变化不一致时,部分电池将可能超过适用温度范围,带来性能下降和安全隐患。上述4种不一致现象不是独立的,而是相互影响,耦合在一起的。
电池组的离散现象是指同一规格型号的单体蓄电池组成电池组后,其电压、荷电量、容量及其衰退率、内阻及其随时间变化率、寿命、温度影响、自放电率及其随时间变化率等参数存在一定的差别。
工程电池
在平板电脑、电动汽车(phev+ev)、与分布式风光发电相配套的家庭储能等新兴市场,锂离子电池有的是不二之选,有的是首选。在尚未兴起的电网储能等市场,目前已开展的相关示范运行项目中,锂离子电池的用量显著超过其他二次电池(如极具代表性的国家电网张北风光储输示范项目等)。锂离子电池之所以能在市场上攻城掠地,主要得益于它快速下滑的价格。就性能而言,锂离子电池明显优于铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池等主要竞争对手。通过性能的优势,锂离子电池逐渐扩大了市场规模,而需求的增长直接导致产能扩张、制造成本下降,这又反过来刺激市场需求进一步增长。锂电池产业就这样走上了一条良性循环的发展道路。