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研究与设计

电动汽车动力电池测试、建模与仿真

唐哲慈,郭春林,贾东明,陈菡

(华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京

102206)

摘要:电动汽车动力电池是电动汽车充放电关键技术之一,电池性能的优劣直接影响着电动汽车的行驶里程和安全性,

进而影响电动汽车的推广和发展。首先对磷酸铁锂电池的特点进行总结,在此基础上采用间歇放电法测试得到了实验

测试下动力电池的OCV-SOC曲线,经曲线拟合确定了OCV-SOC模型的参数;建立电动汽车充电的电池组模型,并

在PSCAD环境中进行恒流充电仿真,通过仿真与实测对比验证了模型的准确性

关键词:电动汽车;电池模型;PSCAD仿真;SOC

中图分类号:TM912.9文献标识码:A文章编号:1002-087X(2015)12-2612-04

Testing,modelingandsimulationofelectricvehiclebatteries

TANGZhe-ci,GUOChun-lin,JIADong-ming,CHENHan

(StateKeyLaboratoryofAlternateElectricalPowerSystemwithRenewableEnergySources,

NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206,China)

Abstract:Electricvehiclebatteriesisoneofthekeytechnologiesforelectricvehiclecharginganddischarging,whose

performancehasadirectinfluenceontheelectricvehiclesmileageandsafety,therebyaffectingthepromotionand

developmentofelectricvehicles.Thecharacteristicsoflithiumironphosphateweresummarized.Byusing

intermittentdischargemethodunderlaboratorytesting,thepowerbatteryOCV-SOCcurvewasobtained,whose

modelparametersweredeterminedbycurvefittingandabatterymodelsuitableforelectricvehiclechargingwas

built.Aconstant-currentchargingsimulationwasimplementedinPSCADenvironmentanditsaccuracywasverified

throughcomparisonbetweensimulationresultsandactualcurves.

Keywords:electricvehicle;batterymodel;PSCADsimulation;SOC

动力电池技术是电动汽车充放电关键技术之一,电池性锂材料的各种缺陷逐步得到改善

能的优劣直接影响着电动汽车的行驶里程和安全性,进而影磷酸铁锂电池的特点:(1)工作温度范围广:-20~70℃,高

响电动汽车的推广和发展。目前常用的较成熟的动力电池种温条件下仍能保持良好的性能;(2)自放电率较低、安全性能良

类包括铅酸电池、镍金属电池和锂离子电池等,同时还有一些好,可以大电流迅速充电;(3)比容量高,输出效率高。理论上比

新型的处于开发阶段的电池,如太阳电池、燃料电池、空气电容量达到170Ah/kg,标准放电电流为2C~5C,连续的高电

池和超级电容等。电池的容量、内阻和荷电状态——开路电压流放电高达10C,其脉冲放电(10s)高达20C;(4)循环寿命

曲线(OCV-SOC曲线)是反映电池基本性能的重要指标,也是长。经过500次的循环,电池的放电容量仍然高达95%;(5)无

设计电池管理系统时需要考虑的重要参数。本文选择磷酸铁记忆效应。可以随充随用,不需要先把电池内的电量耗尽再充

锂电池作为研究对象,对其OCV-SOC特性进行测试,并基于电;(6)环保

测试结果对锂电池组建模,最后通过仿真验证模型的准确各种锂离子动

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