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對鋰電池模型的建模有兩種途徑,一種是對電池進行大量的實驗,積累實驗資料,對採集到的資料進行模擬,總結得出鋰離子電池的變化規律;另一種是對鋰離子電池的微觀行為進行研究,透過對微觀行為的描述,藉助計算機手段,建立具有理論基礎的模型。常用的鋰電池模型主要有內阻模型,等效電路模型,遺傳演算法模型,神經網路模型以及電化學模型。

1、鋰電池模型的內阻模型

內阻模型是最簡單的電池模型,通常用來預測電池的容量。一般說來,電池容量隨著電壓和內阻變化。由於電壓在不同放電電流下會有不同的變化,研究者們就試圖建立內阻與容量之間的關係。然而內阻並非一個本徵的數值,內阻模型需要大量的實驗資料。例如電池的最大容量在不同溫度下的變化規律,電池輸出端電壓在不同電流倍率下的變化規律,電池內阻在不同溫度下的變化規律。根據實驗得到的資料,根據電池使用環境的不同,依靠電池內阻來判定電池的容量,因此該模型更接近於一個數據庫。

2、鋰電池模型的等效電路模型

由於電池在電流的作用下會體現電阻以及電容的部分特徵,v.Johsonl6.]等人提出可以用等效電路來建立電池模型,模擬電池的動態與靜態效能。基本的鋰離子電池等效電路,其中V以和V分別代表電池的開路電壓和輸出電壓,R為電池內阻,RG並聯電路模擬電池的外特性。

3、鋰電池模型的遺傳演算法模型

基於遺傳演算法的鋰離子電池模型,一般情況下可以分析實驗資料,求解方程等方法建立模型,模擬電池的特性。但是由於電池內部的化學反應非常複雜,很難找到合適的函式來描述電池模型。遺傳演算法計算方便,輸出函式形式十分靈活,可以用來建立鋰離子電池的模型。

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