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锂离子电池模型种类有什么?

2022-04-08   点击量:733

1、锂离子电池模型的内阻模型


内阻模型是最简单的电池模型,通常用来预测电池的容量[]。一般说来,电池容量随着电压和内阻变化。由于电压在不同放电电流下会有不同的变化,研究者们就试图建立内阻与容量之间的关系。然而内阻并非一个本征的数值,内阻模型要大量的实验数据。例如电池的最大容量在不同温度下的变化规律,电池输出端电压在不同电流倍率下的变化规律,电池内阻在不同温度下的变化规律。根据实验得到的数据,根据电池使用环境的不同,依靠电池内阻来判定电池的容量,因此该模型更接近于一个数据库。


2、锂离子电池模型的等效电路模型


由于电池在电流的用途下会体现电阻以及电容的部分特点,v.Johsonl6.]等人提出可以用等效电路来建立电池模型,模拟电池的动态与静态性能。基本的锂离子电池等效电路,其中V以和V分别代表电池的开路电压和输出电压,R为电池内阻,RG并联电路模拟电池的外特性。


3、锂离子电池模型的遗传算法模型


基于遗传算法的锂离子电池模型,一般情况下可以分析实验数据,求解方程等方法建立模型,模拟电池的特性。但是由于电池内部的化学反应非常复杂,很难找到合适的函数来描述电池模型。遗传算法计算方便,输出函数形式十分灵活,可以用来建立锂离子电池的模型。


4、锂离子电池模型的神经网络模型


研究使用神经网络算法建立电池模型的可行性,建立了锂离子电池的模型,并且成功地预测电动汽车中电池的剩余电量。


将神经网络算法与模糊算法联合使用,取长补短,弥补两个算法各自的不足,用来估计锂离子电池的剩余容量,提高了单一算法的估计精度。


5、锂离子电池模型的电化学模型


电化学模型是根据电池基本化学原理建立的模型,锂离子电池原理性模型是从1982年west的研究基础上逐步建立起来的。West在研究纤维状活性物质颗粒所组成的多孔电极时,建立了一个准二维的多孔电极模型,假定电池中的溶液相为二元溶液体系,将扩散系数默认为常数,固相扩散过程为控制步骤,电化学过程忽略不计。由于锂离子电池也是多孔电极体系,在研究Li:LiClO4:TIS2电池模型时,采用了相似的处理方式,考虑到电池的构造,模型中引入了隔膜这一结构。Mao等人的研究结果表明,隔膜越薄,电池能够释放出更多地电量。但是由于该模型不是真正的电池模型,仅仅对单个电极的原理进行研究,没有将电池看成一个整体进行建模,因此模型并不能完全模拟电池的化学特性。在上述模型中,都假设锂离子嵌入过程无限快,因此在电极/电解液界面是存在电化学平衡体系的。也就是说,电池的OCP(OpenCircuitPotential颗粒表面浓度和附近电解液浓度相关。

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钜大特种电池工程研究院

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