鉛酸電池仿真模型的建立與應(yīng)用

當(dāng)前，鉛酸電池仍然是世界汽車領(lǐng)域應(yīng)用最為普遍的電池技術(shù)。盡管與其它類型的電池相比，鉛酸電池具有相對(duì)較低的質(zhì)量能量密度和體積能量密度，但是由于其較低的價(jià)格，許多微混合動(dòng)力汽車等仍然應(yīng)用。為了方便現(xiàn)代汽車中多物理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，根據(jù)各種使用條件搭建一個(gè)精確的電池老化模型是十分關(guān)鍵的。提出了一種全面的電池模型，其中包括電、熱和電池老化部分的模型，該模型能夠提供電池在整個(gè)生命周期內(nèi)任何條件下的當(dāng)前狀態(tài)信息如天氣、駕駛風(fēng)格、充電策略或者不同的電池管理方法。描述的模型是基于經(jīng)驗(yàn)、物理-化學(xué)及等效電路方法建立起來(lái)的，可以通過(guò)調(diào)整模型參數(shù)仿真分析任何鉛酸電池而不受設(shè)計(jì)的限制。

所述的鉛酸電池仿真模型就剩余容量而言可以預(yù)測(cè)電池的壽命，并且在模型中引入，完善了電池內(nèi)部電阻值。該模型可以用作系統(tǒng)優(yōu)化的工具，且可以通過(guò)改變模型參數(shù)對(duì)比不同操作條件（負(fù)荷變化、溫度變化等）對(duì)電池的影響。根據(jù)其仿真分析結(jié)果可以選擇最佳的電池應(yīng)用。如上所述，該模型還可通過(guò)參數(shù)變化模擬仿真任何一種鉛酸電池，簡(jiǎn)單、方便，通用性好。由于該模型考慮了許多因素，模型的復(fù)雜程度相對(duì)較高，但是模型中選擇的算法比純物理-化學(xué)模型需要更少的計(jì)算機(jī)資源，這就使得該模型能夠在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行壽命的模擬仿真，模型考慮了溫度、充電策略、充電狀態(tài)、電池尺寸等因素。

刊名：Journal of The Electrochemical Society（英）

刊期：2012年第9期

作者：G.Pilatowicz et al

編譯：郭新宇