充放电可逆的串联式锂离子电池建模研究

充放电可逆的串联式锂离子电池建模研究

电动汽车的电池系统中含有几十到几千不等的锂离子电池，虽然其能提供相对较高的能量密度，但是对过充电和过放电非常敏感。因此，必须连续监测电池电压，当超过安全工作区域的边界时，必须断开电池。单个锂离子电池的输出电压约是4V。为了实现更高的电压水平（300～400V），需要将电力更有效地传给电动马达，这就需要将电池串联连接形成电池模块。每个电池模块中的电池共同承担充电电流和放电电流。理想的状态是所有的电池都有同样的初始充电状态、容量和电压充电状态特性，以及相同的输出电压。

混合动力汽车或纯电动汽车的大型电池系统都是由一系列串联连接的电池组成的电池模块。这些电池模块中电池的电压平衡提高了电池的寿命。通常采用平衡系统来减轻电压失衡，并且优化设计和尺寸要求而对预期的电压失衡做出预测。提出了一种模拟电池中由于依赖温度可逆自放电引起的电压失衡的方法。由3块电池串联的电池模块结构在4℃工作温度下工作30天以上，其仿真结果显示，电池电压最大差值低于1mV。而在其工作温度相差20℃并对其进行同样仿真的结果显示，电压最大差值为5mV。仿真结果及其模拟方法对电池模块制造商及电压平衡系统的设计具有很高的参考价值。

ValentinMuenzeletal. IEEE 2013 Tencon– Spring.

编译：厍军威