锂电池首次库伦效率的测量方法及材料体系优选方法

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1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划锂电池首次库伦效率的测量方法及材料体系优选方法销售部考试题姓名:成绩:一、多项选择题、1、电池的容量2Ah等于mAh:A、100B、1000C、XXD、100002、SR191属于负极材料A、复合类,B、天然类,C、人造类3、SR168-1属于负极材料A、复合类,B、天然类,C、人造类4、SR100C属于负极材料A、复合类,B、天然类,C、人造类5、我司目前的天然类负极材料适合做充放电电池A、B、2CC、3CD、5C6、SR100A粉末压实密度企业标准g/cm3A、,B、D、7、油系

2、体系电池对材料物理性能中的有特殊要求。A、粒度,B、振实密度,C、首次效率,D、比表面积8、SR888的首次效率企业标准A、91,B、92,C、93,D、94,E、959、SR500B首次放电比容量企业标准mAh/g。A、340,B、345,C、350,D、355,E、36010、石墨类负极材料理论容量mAh/g。A、368,B、378,C、372,D、374。11、天然石墨负极材料优点A、循环好,B、加工性好,C、大电流放电好,D、容量高。12、锂离子电池容量是指()A、放电容量,B、充电容量,13、人造石墨材料性能比天然石墨材料优点较好有哪些A、循环好,B、加工性好,C、大电流放电好,D、

3、容量高、E、倍率性高14、我公司生产的负极材料的颗粒大小的单位A、mm,B、cm,C、um,D、nm15、天然石墨不适合用于含哪种电解液体系?A、EMCB、ECC、PCD、DEC16、天然石墨进行包覆处理,主要是为了改善材料的哪方面性能?A、提高克容量B、循环稳定性C、倍率性能D、首效库伦效率17、材料的比表面积大小对以下哪方面有影响?A、极片吸液性能B、首次库伦效率C、压实密度18、石墨类碳材料主要分为三类,分别为以下哪三类?A、天然石墨B、微晶石墨C、人造石墨D、鳞片石墨F、改性石墨E、无定型石墨19、以下哪些产品属于复合石墨?A、SR100AB、SR191C、SR200AD、SR320B

4、E、SR18120、材料物性指标中灰分是。A、越大越好,B、越多越好,C、越高越好,D、越小越好二、简答题。1、锂离子电池的优点是什么?2、锂离子电池的1C放电是什么意思?3、哪些原因可出现软包锂电池胀气?4、公司外发样品检测报告中所列的检测项目共有九项,分别为哪九项?锂离子电池的SOC参数估计摘要:电池SOC在并联式混合动力电动车和电动汽车的推进系统控制中是一个至关重要的参数,由于在汽车运行中SOC是无法测量的,因此,本文揭示了一种车载运算法则。这种算法估计了锂离子电池的六种电参数,并提供了一种基于电池评估参数开路电压的可靠的SOC。仿真模拟和车辆验证显示出这种算法较好的稳定性和适应性以及高

5、计算效率和低成本。I引言近年来,锂离子电池作为一种有前途的储能元件应用于并联式混合动力电动车和电动汽车中,为了更好地控制PHEV或EV中的推进系统,必须对电池SOC有精确了解。电池SOC将残存电量定义为在一个充满电的蓄电池中储存电量的百分数。然而,电池SOC无法在汽车运行中测量,只能通过车载估计装置来进行。直接影响电池SOC的一个参数是开路电压,即电池在开路中的稳定的电压,它随着电池SOC的增加而增加,二者之间的关系可通过实验获得。对其他电池参数的了解对于诊断和动力管理也同样重要。对于一些锂离子电池和磷酸铁锂离子电池,一条从OCV到SOC的平面映射曲线甚至使得SOC估计更加困难,由于OCV被动

6、态电压组件复杂化,想要得到一个精确的OCV估计,电池参数估计算法需要从端电压中扣除所有责任电压原件。这需要一个强大的算法来精确、高效的选取更多的与电压分量相一致的电池参数。考虑到车内传感器造成的测量误差,此算法需要对初始条件、环境变化和测量噪音具有高度稳定性。从文献中可查到数种电池SOC估计方法,基于库伦计数法的一种方法最为常用,但这种方法有两点极大地限制了其在PHEV和EV中的应用。第一点,库伦计数法必须始于一个正确的初始SOC,而这经常是未知的。第二点,由于感应器误差的存在,误差会随着次数的增加而积累,误差的大小决定于传感器的精确度、电流大小和出行距离。此外,库伦计算法需要知道电池容量,而

7、且无法恢复错误的SOC值。另一种知名度较高的方法是以电压为基础的SOC纠正。一般来说,在电池长时间停用后测量的平均电压可看做OCV,然后可用此OCV值在查询表中查找正确的SOC。然而,此种数小时的停用在PHEV和EV的应用中是很少见的。近年来,一些新方法发展起来,包括网上估计OCV和从估计的OCV中推断SOC。类似的,把OCV作为内部的可变因素和直接从电池模型中估计SOC的方法也发展起来。这些方法为车载电池SOC估计算法的设计打开了一扇门,其他的以简化的电化学模型为基础的方法也被引用进来。本文提出的一种实用方法是从一个二阶锂离子电池模型中选取六个合适的内部参数,这种方法已被实验数据所证实。电池

8、OCV是六个参数其中之一,它被用来进一步推断电池SOC,其他参数例如欧姆电阻、扩散效应和双层效应的时间常数,可用于车载检测系统和电量预测。此方法将著名的回归最小平方估计技术应用于电池参数估计问题,这个方法主要有两个目的:第一个目的是在SOC估计和其他潜在的应用中,使用较少已知的查询表而能实时估计较多的电池参数。此方案提供了更好的环境和驾驶条件的适应性。同时,作为一项车载应用,此算法需要设计的既高效又成本低廉。第二个目的是为了是电池参数估计尤其是OCV估计既准确又稳定,这是在电池控制和电力管理中获得准确可信的SOC所必须的条件。II.电池模型辨识等效电路模型可用于表现锂离子电池的电性能。OCV可

9、建模为一个高值电容或电压源,此电路其余部分包括一个电池的欧姆电阻及一个或数个RC对,这部分描述了不同的电池动力学,例如双层效应和扩散效应。确定等效电路模型的阶次需经过模型复杂性与精确性的权衡。A模型阶次我们使用HPPC测试数据来确定电池模型的阶次,HPPC对动态做功能力的评估设计为在不同温度、电流速率和SOC水平下放电脉冲和电荷脉冲的反复进行,每个重复都包括10S的放电脉冲和10S电荷脉冲,这个测试已实施于不同种类的锂离子电池,图表1表示了锰-锂离子电池对一对3C电荷脉冲和放电脉冲的电压响应。锂离子电池的时间模型可用一个方程式来描述,其通式为:?=?(?)(1)其中?(?)是测量出的电池端电压

10、,?是一个测得数据和已知信号的矢量,已知信号由端电压、电流及已知常量组成?是待估计数据的矢量,k表示时间步长。不同的是,对于一阶电池模型,?是四个参数的矢量,即?=?1,?2,?3,?4?相应的信号和已知常量的矢量为?=?1,?,?1,1?其中?(?)是测得的电池端电流,同样的,对于二阶电池模型,?是6个参数的矢量,即?=?1,?2,?3,?4,?5,?6?相应的信号和已知常数为?(?)=?1,?2,?,?1,?2,1?不同阶次的电池模型均已用HPPC数据建立和模拟,正如图1和图2所展示的,二阶线性模型符合由HPPC测试数据标识的电池动态行为,而一阶电池模型则被证实无法引起动态电压响应,二阶电

11、池模型可详述为:?=?1?1+?2?2+?3?+?4?1+?5?2+?6.(2)现已证实二阶模型在任何条件下都能符合HPPC数据,模型参数因温度、SOC和电池使用时间而有所不同。然而,与电池动力学的时间常数相比,这些参数随时间的变动缓慢,可被视为常数。B.电池参数辨识中的参数?需要与电池参数联系起来,例如OCV和欧姆电阻,在参数估计算法很据估计了?之后,可从?中推测出电池电参数。众所周知,2个主要的化学过程决定了锂离子电池的动态响应,即扩散效应和双层效应。因此,电池端电压由4部分组成,即(?)=?+?(?)?+?(?)+?(?)(3)其中?是OCV,?代表欧姆电阻?和?分别是双层双层电压和扩散

12、电压,值得一提的是,这两个化学过程都不需要被RC对表征。实际上,这两个化学过程比线性描述更复杂,并且影响电池动态行为的不止这两个:如上文所示,一个锂离子电池的动态行为可用一个二阶系统来近似的表征,在【4-5】中,等效电路被用于为不同型号电池建模。本文使用同样的技术来建模表示锂离子电池的电特性,图表3中所示的双3C对等效电路广泛应用于表征二阶系统。在图表3中,?表示交流阻抗谱参数电荷传递电阻,?表示双层电容,?表示扩散电阻,?表示扩散电容?对用于说明双层动力学,?用于说明扩散动力学,对于一些电池来说OCV与SOC的关系是依赖于历史和路径的,此现象被称为电池迟滞,为了弥补电池迟滞,OCV进一步分成

13、两部分:?和?,其中?是与SOC有一对一关系的热力学电压,?代表电池迟滞电压,?和?的加和即?。不同的迟滞模可以模仿不同种类电池的迟滞效应,例如【3,14】,迟滞效应在锰-锂离子电池可忽略不计,但在磷酸铁锂离子电池中较明显,如图4所示。但对于磷酸铁锂离子电池,其滞后效应集中于边界可建模为双态转换,一个简单的转换型迟滞模型可用于说明迟滞效应。使用ZOH离散化方法,双层电压?和扩散电压?的离散时间形式可描述为:?=?1?1+?1?1?=?2?1+?2?1(4)?1=exp?/(?)?1=?1?exp?/(?)?2=exp?/(?)?2=?1?exp?/(?)(5)基于和,双RC对电池电路模型可写为:?=?1?1+?1?=?+?(6)其中?=diag(?1,?2),?=?1?2?,?=11,?=?电池端电流和电池端电压的转移函数为:?=?22?1?(?)+?(?)=?1?2+?2(?1)(?1)?2+?(7)通过采取对立z转换,离散时间模型可被组织为下列方程:?=?1+?2?1?1?2?2+?+?1?2?+?1?1?

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