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纯电动汽车基本电池模型数学表达式

时间:2016-07-07 13:40 来源:电工之家 作者:编辑部

纯电动汽车基本电池模型数学表达式
电动汽车电池的放电模型是整个电池模型的关键。当使用以CPE或Warburg阻抗建立的复杂模型来表征放电量变化时,扩散电荷变化的近似解与通过RC电路单元的端电压有相同的形式。因此,扩散电荷对端电压的影响可以用如下的一阶微分方程表示:

式中,Vd(t)是RdCd并联电路上的压降,与扩散电荷qd(t)成正比。可以增加额外的RC电路元件来表示放电电荷,图示的简单电路模型中把它当作一个单RC时间常数。

另一个需要建模的关键的电池动态特性是SoC对电池端电压的影响。观察可知,曲线中间部分近似为线性,因此这一段的电池剩余电量可以用_个串连电容Cs来建模。储能电容Cs的电压与存储的电量qs (t)成正比。电池SoC随着充电和放电过程的增大或减小,电容两端的电压相应增大或减小。并且静置状态电化学电池会放电,这可以通过给储能电容并联一个电阻Rsd来说明电荷的丢失。电阻Rsd代表电池的自放电。图示的CsRsd电路单元中包含储能电容和自放电电阻,并与放电参数串联。这段与端电流有关的电路模型数学表达式如下所示:

除此之外,还有两个参数也是建立电化学单元等效电路模型所必需的:一个电压源( voltage source)和一个与之串联的电阻,用来表示欧姆电阻的压降。电压源的电压值为电池的开路电压( open circuit voltage) E0,欧姆电阻值为RΩ,如图所示。这样,一个简单的电化学单元等效电路模型就建成了。通过对电流施加一个阶跃变化来获取电路元器件的值。