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当前位置:主页 > 新闻资讯 > 江西快3走势图 > 使用下估算松下铅酸蓄电池的SOC普通安时计量法 时间:2018-09-04
使用下估算松下铅酸蓄电池的SOC普通安时计量法
 
式中:s(0)为初始时刻的松下电池SOC数值,若从充满开始放电,其值可以设为1;s(t)为t时刻的SOC实时值;Q为蓄电池的标称容量;η为库仑因子。通过调整库仑因子可以满足不同放电电流下的SOC计算。实际应用中,库仑因子多通过试验确定为常数或是关于放电电流I的函数。但是,蓄电池的标称容量不等于实际容量,且实际容量在使用中也会衰减。同时,确定库仑因子过程中产生的误差,也会影响到安时估算的精度。为了对上述问题进行改进,提高安时法 SOC估算的精度。本文使用电化学理论,构造新的基于安时法的SOC估算模型。
使用下估算松下铅酸蓄电池的SOC普通安时计量法
1. 电化学安时模型
由于电解液的活性物质浓度和松下电池的SOC成正比的关系,设比例系数为M,可以直接得出电池t时刻的SOC解析表达式:
若考虑电流值为I的恒流放电过程,放电截止时ρ(L)1,则可以得到以下等式:
对于给定的恒流放电集合{I*,*=1,2,…,n},可以使用最小二乘法得到最优的α、β参数,其中:
得到模型参数之后,为方便模型的实际应用,使用积分的矩形近似方法改写(4)式,用以获得离散时间上的近似递推模型,在间隔周期△t足够小的情况下,递推模型可以写为:
式中:sk表示k时刻的电池SOC的实时值;Ik表示k时刻的电池电流。对比式(1)的标准安时估算模型,可以发现α等于电池的标称容量Q,库仑因子则由β 和放电时间k△t决定。
2. 电解液活性物质浓度损失函数
蓄电池内部电解液所含有的活性物质,其浓度损失百分比可以表示为:
式中:C*为初始浓度;C(t)为电解液中t时刻活性物质的浓度;时间t的取值范围[0,L],L为放电总时间。
当使用蓄电池一维的电化学模型,根据电化动力学理论,最终可以得到电解液活性物质浓度损失百分比函数:
式中:v为反应中电子的数目;F为法拉利常数;A为电极的面积;D为扩散系数。
从电化学角度分析,表达式(7)的括号中的第二项表示蓄电池中无法使用的总电量,当β数值增加的时候,第二项趋向于零。因此,较大的β数值意味着蓄电池可以被看作理想储能元件,所有充电电量都可以完全通过放电过程释放。这是因为大的β数值表明更快的扩散效应,蓄电池电解液中的活性物质可以更快的到达电极的表面。反之,小的β数值表明蓄电池储能损失大,大量的充电电量无法在放电过程中释放。
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