电池的电动汽车的设计

关键的外卖

• 如何与电化学电池模型和等效电路。

• 一些电池等效电路缺乏温度和SoC的细节。

• 如何通过雾化被更好的捕捉反应。

电动汽车电池设计需要适当的建模的各种性能指标影响使用寿命。

充电电池的消费产品的一个不可估量的程度在过去的几十年。渴望可移植性和关注传统电池浪费/替代已经触及几乎每个市场部门和创建全新的。现在的电池技术正面临其代表作可移植性:汽车。电动引擎继续改善和挑战内燃机的市场主导地位,然而当前电池的限制仍然是一个瓶颈。创新的电池设计电动汽车必须相应地推动增长。

电动汽车电池等效电路模型设计

电动汽车电池设计始于建模两种形式:电化学和等效电路。前的细节超出了本文的讨论范围:它关注静态模型电池的物理特性,同时利用有限元分析研究电化学相互作用在不同的电池区域。在电化学模型是基本的这个问题时,他们提供难以了解电池的动态性能在整个范围的操作条件。电池建模为集总元件电路允许更多的表达之间的交互设计师和仿真,可进一步发展成电气电路和电池内运行。

比较电池等效电路模型

大多数人的第一次经历与网络分析对电池电压源。而有用的作为一个教学工具,这种理想化的形式并不代表真实的性能。更精确的等效电路模型像戴维南和诺顿,添加抗高功率电池的电压源不够详细的应用程序。具体地说,这些等效电路不能占改变电路的操作基于温度、电荷状态(SoC),和其他物理参数,改变电池的性能。

电池电路建模可以从模式为铅酸电池的开发。虽然它不是直接适用于电池,深入的分析提供了一个很好的起点。铅酸等价物有点类似于诺顿模型(并联电阻),但添加分支与二极管充电和放电的方向。最可观的改进这种方法是随温度而变的电阻和电容值与最小二乘曲线经验拟合数据。不过,铅酸电池不能占SoC,限制了它的实用性和适用性。

一个更合适的模型模拟电池的电阻和电容网络。建模与电容器的优势而不是电压源是电容器在稳态条件下的动态响应。根据电容器存储电荷的数量,更有可能出现作为一个开放或短路电流,电路的拓扑演化意义可以预见在其充电/放电循环。进一步细化分配主体之间的电容电容器反映电池的存储空间和一个较小的响应充电/放电电容器。

分治法建模方法

电池没有统一的等效模型,并考虑到各种技术和电化学,这里有一个案例,更好的适应建模技术以适应电池比亦然。许多变量出现在一个等效电路在其操作范围,甚至一个单一的模型适合一个特定的电池的参数可以是一个挑战。一些调查的主要性能领域子模型之间提供了一个优秀的中间路线彻底治疗和可行性:

• 主电路,开路电压使用电压源的依赖强调温度之间的关系、SoC和电池健康状况(SoH)。充电和放电的模型包括分支方向,功能RC网络反映的时变特性稳态和瞬态信号的多个速度。

• SoC和SoH -状态模型是独立的但密切相关:在放电周期SoC将减少,但SoH会减少电池的生命由于非再生材料磨损。由于其时间特性,SoC在用法各不相同,但最大的SoC很大程度取决于全音阶。电池的健康降解,所以它的存储容量和能力。

• 热-热电路建模是必不可少的理解经常使用电子性能和设备水平确定的可行性热传导和对流路由。在这里,作为一个被将电源发生器基于瞬时电流-电压特性和考虑了功率耗散在电池的体积电阻(与温度有关的)。电池和系统电压电容取代热容与温度。

发展中需要复杂的数值方法,等效电路子模型甚至分成各自的领域。具体来说,SoC和SoH困难预测穿在一个电池,但电池存储的成功依赖于监控退化作战性能损失和延长使用寿命。电池长期生存能力取决于在这些方法易于模块化,所以继续努力改善目前正在对这些模型具有普遍适用性。

节奏有助于未来的解决方案

电动汽车电池设计包含许多领域和学科最大化能量储存性能、可靠性和安全性。重大市场渗透的电动汽车的电池技术的发展。然而,电池功能仍然面临额外的障碍需要更好的采用率。键来进一步发展与建模技术依靠持续的研究和发展,大大加速了设计和生产的步伐。适应型节奏理解建模的价值:我们的套件PCB设计和分析软件艾滋病与复杂的电路设计团队的方法。仿真结果迅速可积OrCAD PCB设计者无缝过渡到一个布局,促进生产力在严格的生产计划。

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