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纯电动汽车-动力电池
由NordriDesign提供

锂离子电池的数学模型
锂离子电池建模的基础是如何确定锂离子电池的电动势、内阻的特性函数。
这些特性函数的确定是基于电池荷纯电动汽车-动力电池
由NordriDesign提供

锂离子电池的数学模型
锂离子电池建模的基础是如何确定锂离子电池的电动势、内阻的特性函数。
这些特性函数的确定是基于电池荷电状态值SOC (State of Capacity)变化关系的结果上得到的。
充电特性
锂离子电池的荷电状态值
锂离子动力电池的两个基本特性:
1、电池的容量与放电电流有关，放电电流越大，则在该电流下所能放出的有效容量就越少，这种特性简称容量特性
2、电池的工作电压与放电的深度有关，放电电流及放电深度越大，电池的工作电压下降得越多，这种特性我们简称为电压特性
电池能量模型建立的基础是电池的等效电路图，
电池的容量特性将直接影响电动汽车的有效续驶里程，而它的电压特性则直接影响电动汽车的动力性，两者相互关联，相互影响，构成了电池的(-)放电特性。
放电特性
实验发现，，放电电流越大电池的极化越大，电池的放电容量越小，但电池的静态电压与电池的放电深度的关系是基本保持不变的状态。锂离子电池以大电流放电（大于2C)的情况下，电池的放电曲线出现了电压先降低后升的现象。
实例
在 25 ℃下 , V后 ,转恒压充电 ,当充电电流小于恒流充电电流的 10 %时停止充电 ,
实例
从图1a可知:单体电池的充电曲线分为恒流充电和恒压充电两部分,随着充电电流的增加,单体电池恒流充电容量所占比例减少,恒压充电容量所占比例增加;随着充电倍率的提高,单体电池恒流充电过程中的电压上升速率加快,充电平台也升高。 C时,基本看不到LiMn2O4 的特征充电平台,这主要是因电池在高倍率充电下电化学极化增大造成的。
实例
由图 1b可见:单体电池在不同倍率下的放电曲线的形状基本相似 ,放电初期和接近结束时的电压下降较快 ,放电中期的电压变化较小 ,呈现出放电平台。 V 左右;。随着放电倍率的增加 ,电池的放电平台随之下降 ,容量也随之减少。 C时 ,放电平台降低至 V 左右 ,放电容量为 C 容量的 91 %。继续增加放电倍率到 C , V 左右 , C容量的62 %。
可用容量
电池容量
t—蓄电池放电时间;
n—Peukert常数，对于不同的电池取值不同。
电池的可利用系数
电池荷电状态
电池的荷电状态值k简记作soc，也可用百分量来计量。
锂电池内阻的数学模型
表示为以电池荷电状态值的函数：
电池端电压的计算如下:
缺点:
(1)锂离子电池在充电时正极中的锂离子溶出太多回不到原来的状态致使电池放电时锂离子不能填充到正极的通道。表现为电池充电充不进去造成永久性破坏。这样我们就必须采取措施限制充电电压的方式来控制锂离子的溶出量;
(2)锂离子电池放电放到终点时，内部物质就会发生质变，即负极上的石墨层中的锂离子全部脱落，下次充电时，没有锂离子的负极石墨层就不能保证回路通畅，所以要采取措施控制放电电压的大小;
(3)如果不慎使电池短路或者过大的冲放电电流会使电池内部温度过高而耗损能量，这样会缩短放电时间，所以要进行过电流保护。
从以下三方面进行注意:
，无法实现快速充电或者放电，高速率充电或放电将致使电池温度超过允许的范围，引发安全隐患。因此，要严格限制锂离子电池充放电速率，严格控制锂离子电池的工作温度;
，要严格控制电池的充电电压，防止出现过压充电或欠压充电;
，要防止电池出现深度放电。当电池的端电压低于电池的放电终止电压时，要立即停止电池的放电工作。
超级电容
由于电动汽车频繁启动和停车，使得蓄电池的放电过程变化很大。在正常行驶时，电动汽车从蓄电池中吸取的平均功率相当低，而加速和爬坡时的峰值功率又相当高，一辆高性能的电动汽车的峰值功率与平均功率之比可达到16:1。用于加速和爬坡时所消耗的能量占到总能耗的2/3,在现有的电池技术条件下，蓄电池必须在比能量和比功率以及比功率和循环寿命之间做出平衡，而难以在一套能源系统上同时追求高比能量、高比功率和长寿命。为了解决电动