關(guān)于電動(dòng)車動(dòng)力蓄電池測試與建模的實(shí)驗(yàn)研究-展示頁
2025-04-02 08:00本頁面
【正文】 －２０～５５℃好好鋰離子好可以 三、關(guān)于電動(dòng)車動(dòng)力蓄電池放電過程數(shù)學(xué)模型的實(shí)驗(yàn)研究電動(dòng)車的動(dòng)力蓄電池充放電過程的工作機(jī)理復(fù)雜，工作性能受到諸多因素的影響，它們之間的定量關(guān)系至今還不很清楚，其結(jié)果是如若使用不當(dāng)，特別是過度充電和過度放電，將嚴(yán)重影響蓄電池的使用壽命。h/kg 能量密度 W 二、幾種蓄電池的性能比較四種電動(dòng)車用蓄電池對比見下表 1 。目前也已經(jīng)有采用鋰離子蓄電池的電動(dòng)自行車產(chǎn)品出售。預(yù)計(jì)在2006～2012 年期間，當(dāng)鋰離子電池進(jìn)一步發(fā)展時(shí)，MH/Ni蓄電池的市場份額將縮小。該車一次充電可行駛200km，最高時(shí)速120Km/h。1995年，索尼公司又開發(fā)成功用于電動(dòng)車的鋰離子蓄電池，共分兩種類型：一種是用于純電動(dòng)車（EV）容量為100Ah的圓柱形單體電池，稱為高能型鋰離子蓄電池；另一種是用于混合動(dòng)力車（HEV），容量為22Ah，8只串聯(lián)成電池模塊，稱為高功率型鋰離子電池。其優(yōu)點(diǎn)是比能量高，是當(dāng)前比能量最高的蓄電池。4．鋰離子電池 鋰是世界最輕的金屬，構(gòu)成電池時(shí)，輸出電壓近4v。世界電動(dòng)汽車產(chǎn)量在2010年 預(yù)計(jì)為80萬臺(tái)，其中約60％的汽車將采用NiMH電池。NiMH電池產(chǎn)量呈逐年上升趨勢。但是，NiMH蓄電池成本太高，價(jià)格昂貴。它具備鎳鎘蓄電池的所有優(yōu)異特，而且能量密度還高于鎳鎘蓄電池。鎳氫蓄電池（NiMH） 鎳氫蓄電池是九十年代涌現(xiàn)出的電池家族中新秀，發(fā)展迅猛。上述改進(jìn)使其在多項(xiàng)重要性能優(yōu)于閥控式鉛酸免維護(hù)蓄電池，例如：使用性能穩(wěn)定，可靠性高，使用壽命長，對環(huán)境溫度的適應(yīng)能力（高、低溫）強(qiáng)，承受長時(shí)間放電能力、循環(huán)放電能力、深度放電及大電流放電能力強(qiáng)，有過充電及過放電自我保護(hù)，電池在100%放電后仍可繼續(xù)接在負(fù)載上，在幾周內(nèi)充電仍可恢復(fù)至原容量等等優(yōu)點(diǎn)。2．膠體鉛酸蓄電池膠體蓄電池是對液態(tài)電解質(zhì)的普通鉛酸蓄電池的改進(jìn)。但是總而言之，從長遠(yuǎn)看，鉛酸蓄電池在電動(dòng)車上的利用前景不佳。此外，鉛酸蓄電池還有深度放電能力和低溫放電能力較差，不能快速充電（但是近來在鉛酸蓄電池的快速充電的研究方面已有些進(jìn)展）等缺點(diǎn)。當(dāng)鉛酸蓄電池充電不足時(shí)，陰陽兩極板的硫酸鉛不能完全轉(zhuǎn)化變成海綿狀鉛和氧化鉛，如果長期充電不足，則會(huì)造成硫酸鉛結(jié)晶，使極板硫化，電池品質(zhì)變劣；反之如果電池過度充電，陽極產(chǎn)生的氧氣量大于陰極的吸附能力，使得蓄電池內(nèi)壓增大，導(dǎo)致氣體外溢，電解液減少，還可能導(dǎo)致活性物質(zhì)軟化或拖落，電池壽命大大縮短。 是目前已商品化的電動(dòng)自行車的絕大多數(shù)是使用的密封式鉛酸蓄電池，使用中不需要補(bǔ)充水分，免維護(hù)。1．鉛酸蓄電池從目前市場上能夠大量提供的是鉛酸蓄電池，鉛酸蓄電池已經(jīng)有130年的歷史了，可以說是使用最多的蓄電池。近幾年來我國的電動(dòng)助力自行車發(fā)展迅速，（圖1），由此受到全世界的關(guān)注。探討了蓄電池剩余電量估計(jì)的新方法。實(shí)驗(yàn)建模分靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型兩個(gè)部分，前者包括端電壓模型和充放電量（安時(shí)）平衡模型兩類，后者是基于系統(tǒng)辨實(shí)和參數(shù)估計(jì)方法，確定放電過程的動(dòng)態(tài)模型及其參數(shù)。本文介紹對四類蓄電池的放電特性做比較研究的結(jié)果。電動(dòng)車的動(dòng)力蓄電池充放電過程的工作機(jī)理復(fù)雜，工作性能受到諸多因素的影響，它們之間的定量關(guān)系至今還不很清楚，其結(jié)果是經(jīng)常由于使用不當(dāng)，特別是過度充電和過度放電，影響了蓄電池的使用壽命。用于電動(dòng)自行車的四種動(dòng)力蓄電池的實(shí)驗(yàn)建模比較研究肖秀玲 王貴明 胡玉祥 馬潤津 （ 北方工業(yè)大學(xué) 自動(dòng)化研究所電動(dòng)車研究室，100041 北京）關(guān)鍵詞：動(dòng)力蓄電池 實(shí)驗(yàn)建模 電動(dòng)車Keywords: Battery Powered Modeling and Test Electric Vehicle摘要：近幾年來我國的電動(dòng)助力自行車發(fā)展迅速，受到全世界的關(guān)注。目前能夠被電動(dòng)自行采用的有以下四種動(dòng)力蓄電池，即密封免維護(hù)鉛酸蓄電池、膠體免維護(hù)鉛酸蓄電池、鎳氫蓄電池和鋰離子蓄電池。另一個(gè)需要解決的問題是尋求比較簡單、準(zhǔn)確的蓄電池剩余蓄電量測定方法來。通過大量實(shí)驗(yàn)測試，研究蓄電池放電過程的數(shù)學(xué)模型。文中給出大量的實(shí)驗(yàn)研究和對比結(jié)果。電動(dòng)助力自行車是是以蓄電池作為輔助能源的，能人力騎行、電動(dòng)和電力助動(dòng)的兩輪交通工具，它具有行進(jìn)間無污染排放（零排放）的特點(diǎn)，是很有發(fā)展前途的新型綠色交通工具。圖 1. 我國電動(dòng)助力自行車年銷售量的增長情況 一、關(guān)于電動(dòng)自行車的動(dòng)力蓄電池 目前能夠被電動(dòng)自行采用的有以下四種動(dòng)力蓄電池，即閥控鉛酸免維護(hù)蓄電池、膠體鉛酸蓄電池、鎳氫蓄電池和鋰離子蓄電池。它的性能可靠，生產(chǎn)工藝成熟，價(jià)格也較低。其主要化學(xué)反應(yīng)是：PbO2 + 2H2SO4 + Pb ←充電、放電→ PhSO4 + 2H2O + PhSO4氧化鉛 硫酸 海綿狀鉛 硫酸鉛 水 硫酸鉛陽極活物質(zhì) 電解液 陰極活物質(zhì) 陽極活物質(zhì) 電解液 陰極活物質(zhì)鉛酸蓄電池充電時(shí)變成硫酸鉛的陰陽兩極的海綿狀鉛把固定在其中的硫酸成分釋放到電解掖中，分別變成海綿狀鉛和氧化鉛，電解液中的硫酸濃度不斷變大；反之放電時(shí)陽極中的氧化鉛和陰極板上的海綿狀鉛與電解液中的硫酸發(fā)生反應(yīng)變成硫酸鉛，而電解液中的硫酸濃度不斷降低。鉛酸蓄電池重量比能量為2840 W
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