電動汽車負荷特性建模摘要
『壹』 電動汽車電池的性能參數
化學電池品種繁多,性能各異。常用以表徵其性能的指標有:電性能、機械性能、貯存性能等,有時還包括使用性能和經濟成本。我們主要介紹其電性能和貯存性能。電性能包括:電動勢、額定電壓、開路電壓、工作電壓、終止電壓、充電電壓、內阻、容量、比能量和比功率、貯存性能和自放電、壽命等。貯存性能主要取決於電池的自放電大小。 系指電池在某負載下實際的放電電壓,通常是指一個電壓范圍。
⑸ 終止電壓
系指放電終止時的電壓值,視負載和使用要求不同而異。 目前普遍使用的鉛酸蓄電池正、負極板為塗膏式,由鉛銻合金或鉛鈣合金板柵架和活性物質兩部分構成。因此,極板電阻也由板柵電阻和活性物質電阻組成。板柵在活性物質內層,充放電時,不會發生化學變化,所以它的電阻是板柵的固有電阻。活性物質的電阻是隨著電池充放電狀態的不同而變化的。
當電池放電時,極板的活性物質轉變為硫酸鉛(PbSO4),硫酸鉛含量越大,其電阻越大。而電池充電時將硫酸鉛還原為鉛(Pb),硫酸鉛含量越小,其電阻越小。 連接體包括單體電池串聯時連接條等金屬的固有電阻,電池極板間的連接電阻,以及正、負極板組成極群的連接體的金屬電阻,若焊接和連接接觸良好,連接體電阻可視為一固定電阻。
每隻電池所呈現的內阻就是上述物體電阻的總和,電池內阻R與電動勢、端電壓及放電電流的關系:Rs=(E-Uf)÷If
電池的內阻在放電過程中會逐漸增加,而在充電過程中則逐漸減小。所以,電池在充放電過程中,端電壓也會因其內阻的變化而變動。故端電壓在放電時低於電池的電動勢,充電時又高於電池的電動勢。 電池的容量單位為庫侖(C)或安時(Ah)。表徵電池容量特性的專用術語有三個:
a. 理論容量。系指根據參加電化學反應的活性物質電化學當量數計算得到的電量。通常,理論上1電化當量物質將放出1法拉第電量,即96500C或26.8Ah(1電化當量物質的量,等於活性物質的原子量或分子量除以反應的電子數)。
b. 額定容量。系指在設計和生產電池時,規定或保證在指定放電條件下電池應該放出的最低限度的電量。
c. 實際容量。系指在一定的放電條件下,即在一定的放電電流和溫度下,電池在終止電壓前所能放出的電量。
電池的實際容量通常比額定容量大10%~20%。
電池容量的大小,與正、負極上活性物質的數量和活性有關,也與電池的結構和製造工藝與電池的放電條件(電流、溫度)有關。
影響電池容量因素的綜合指標是活性物質的利用率。換言之,活性物質利用得越充分,電池給出的容量也就越高。
活性物質的利用率可以定義為:
利用率=(電池實際容量/電池理論容量)×100%
或,利用率=(活性物質理論用量/活性物質實際用量)×100%。 電池的輸出能量是指在一定的放電條件下,電池所能作出的電功,它等於電池的放電容量和電池平均工作電壓的乘積,其單位常用瓦時(Wh)表示。
電池的比能量有兩種。一種叫重量比能量,用瓦時/千克(Wh/kg)表示;另一種叫體積比能量,用瓦時/升(Wh/L)表示。比能量的物理意義是電池為單位重量或單位體積時所具有的有效電能量。它的比較電池性能優劣的重要指標。 電池經過干貯存(不帶電解液)或濕貯存(帶電解液)一定時間後,其容量會自行降低,這個現象稱自放電。所謂「貯存性能」是指電池開路時,在一定的條件下(如溫度、濕度)貯存一定時間後自放電的大小。
電池在貯存期間,雖然沒有放出電能量,但是在電池內部總是存在著自放電現象。即使是干貯存,也會由於密封不嚴,進入水份、空氣及二氧化碳等物質,使處於熱力學不穩定狀態的部分正極和負極活性物質構成微電池腐蝕機理,自行發生氧化還原反應而白白消耗掉。如果是濕貯存,更是如此。長期處在電解液中的活性物質也是不穩定的。負極活性物質大多是活潑金屬,都會發生陽極自溶。酸性溶液中,負極金屬是不穩定的,在鹼性溶液及中性溶液中也非十分穩定。 電池自放電的大小,一般用單位時間內容量減少的百分比表示,即:
自放電=(Co-Ct/Cot)×100%
式中:Co──貯存前電池容量,Ah;
Ct──貯存後電池容量,Ah;
t──貯存時間,用天、周、月或年表示。
自放電的大小,也能用電池貯存至某規定容量時的天數表示,稱為貯存壽命。貯存壽命有兩種,即干貯存壽命和濕貯存壽命。對於在使用時才加入電解液的電池貯存壽命,習慣上也稱為干貯存壽命。干貯存壽命可以很長。對於出廠前已加入電解液的電池貯存壽命,習慣上稱為濕貯存壽命(或濕荷電壽命)。濕貯存時自放電嚴重,壽命較短。如銀鋅電池的干貯存壽命可達5~8年,但它的濕貯存壽命通常只有幾個月。
降低電池中自放電的措施,一般是採用純度較高的原材料,或將原材料預先處理,除去有害雜質。也可在負極金屬板柵中加入氫過電位較高的金屬,如Ag、Cd等,還有的在溶液中加入緩蝕劑,目的都是抑制氫的析出,減少自放電反應的發生。 電池的壽命有「干貯存壽命」和「濕貯存壽命」兩個概念。必須指出,這兩個概念僅是針對電池自放電大小而言的,並非電池的實際使用期限。電池的真正壽命是指電池實際使用的時間長短。
對一次電池而言,電池的壽命是表徵給出額定容量的工作時間(與放電倍率大小有關)。
對二次電池而言,電池的壽命分充放電循環壽命和濕擱置使用壽命兩種。
充放電循環壽命,是衡量二次電池性能的一個重要參數。經受一次充電和放電,稱為一次循環(或一個周期)。在一定的充放電制度下,電池容量降至某一規定值之前,電池能耐受的充放電次數,稱為二次電池的充放電循環壽命。充放電循環壽命越長,電池的性能越好。在目前常用的二次電池中,鎘鎳電池的充放電循環壽命500~800次,鉛酸電池200~500次,鋰離子電池600~1000次,鋅銀電池很短,約100次左右。
二次電池的充放電循環壽命與放電深度、溫度、充放電制式等條件有關。所謂「放電深度」是指電池放出的容量占額定容量的百分數。減少放電深度(即「淺放電」),二次電池的充放電循環壽命可以大大延長。
濕擱置使用壽命,也是衡量二次電池性能的重要參數之一。它是指電池加入了電解液後開始進行充放電循環直至充放電循環壽命終止的時間(包括充放電循環過程中電池處於放電態濕擱置的時間)。濕擱置使用壽命越長,電池性能越好。在目前常用的電池中,鎘鎳電池濕擱置使用壽命2~3年,鉛酸電池3~5年,鋰離子電池5~8年,鋅銀電池最短,只有1年左右。
『貳』 求預測電動汽車負荷曲線模型的matlab代碼
已經發私信給你了。。。。
『叄』 基於matlab/simulink怎麼給電動汽車建模
數學模型用matlab,模塊框圖用simulink
『肆』 汽車發動機負荷特性指的是什麼
發動機轉速不變,發動機每小時燃油消耗量Gt、燃油效率ge隨負荷變化的關系,稱為發動機負荷特性。
『伍』 電動汽車對充電機有哪些技術要求,為什麼
1
、充電快速化
相比發展前景良好的鎳氫和鋰離子動力蓄電池而言,傳統鉛酸類蓄電池以其技術成熟、
成本低、電池容量大、跟隨負荷輸出特性好和無記憶效應等優點,但同樣存在著比能量低、
一次充電續駛里程短的問題。因此,在目前動力電池不能直接提供更多續駛里程的情況下,
如果能夠實現電池充電快速化,從某種意義上也就解決了電動汽車續駛里程短這個致命弱
點。
2
、充電通用化
在多種類型蓄電池、多種電壓等級共存的市場背景下,用於公共場所的充電裝置必須
具有適應多種類型蓄電池系統和適應各種電壓等級的能力,即充電系統需要具有充電廣泛
性,具備多種類型蓄電池的充電控制演算法,可與各類電動汽車上的不同蓄電池系統實現充
電特性匹配,能夠針對不同的電池進行充電。因此,在電動汽車商業化的早期,就應該制
定相關政策措施,規范公共場所用充電裝置與電動汽車的充電介面、充電規范和介面協議
等。
3
、充電智能化
制約電動汽車發展及普及的最關鍵問題之一,是儲能電池的性能和應用水平。優化電
池智能化充電方法的目標是要實現無損電池的充電,監控電池的放電狀態,避免過放電現
象,從而達到延長電池的使用壽命和節能的目的。充電智能化的應用技術發展主要體現在
以下方面:
●優化的、智能充電技術和充電機、充電站
;
●電池電量的計算、指導和智能化管理
;
●電池故障的自動診斷和維護技術等。
4
、電能轉換高效化
電動汽車的能耗指標與其運行能源費緊密相關。降低電動汽車的運行能耗,提高其經
濟性,是推動電動汽車產業化的關鍵因素之一。對於充電站,從電能轉換效率和建造成本
上考慮,應優先選擇具有電能轉換效率高,建造成本低等諸多優點的充電裝置。
5
、充電集成化
本著子系統小型化和多功能化的要求,以及電池可靠性和穩定性要求的提高,充電系
統將和電動汽車能量管理系統集成為一個整體,集成傳輸晶體管、電流檢測和反向放電保
護等功能,無需外部組件即可實現體積更小、集成化更高的充電解決方案,從而為電動汽
車其餘部件節約出布置空間,大大降低系統成本,並可優化充電效果,延長電池壽命
電池充電
解決方案
事實上,所有
3G
手機都採用鋰離子電池作為主電源。由於散熱及空間的限制,設計師必須
仔細考慮選用何種類型的電池充電器,以及還需要哪些特性來確保對電池進行安全及精確
的充電。
線性鋰離子電池充電器的一個明顯趨勢是封裝尺寸繼續減小。但值得關注的是在充電周期
(
尤其在高電流階段
)
冷卻
IC
所需的板空間或通風條件。充電器的功耗會使
IC
的接合部溫
度上升。加上環境溫度,它會達到足夠高的水平,使
IC
過熱並降低電路可靠性。此外,如
果過熱,許多充電器會停止充電周期,只有當接合部溫度下降後才恢復工作。如果這種高
溫持續存在,那麼
充電器「停止和開始」的反復循環也將繼續發生,從而延長充電時間。
為減少這些風險,用戶只能選擇減小充電電流來延長充電時間或增大板面積來散熱。因此,
由於增加了
PCB
散熱面積及熱保護材料,整個系統成本也將上升。
對此問題有兩種解決方案。首先,需要一種智能的線性鋰離子電池充電器,它不必為擔心
散熱而犧牲
PCB
面積,並採用一種小型的熱增強封裝,允許它監視自己的接合部溫度以防
止過熱。如果達到預設的溫度閾值,充電器能自動減少充電電流以限制功耗,從而使晶元
溫度保持在安全水平。第二種解決方案是使用一種即使充電電流很高時也幾乎不發熱的充
電器。這要求使用脈沖充電器,它是一種完全不同於線性充電器的技術。脈沖充電器依靠
經過良好調節且電流受限的牆上適配器來充電。
方案一
:
LTC4059A
線性電池充電器
LTC4059A
是一款用於單節鋰離子電池的線性充電器,它無需使用三個分立功率器件,可快
速充電而不用擔心系統過熱。監視器負責報告充電電流值,並指示充電器是何時與輸入電
源連接的。它採用盡可能小的封裝但沒有犧牲散熱性能。整個方案僅需兩個分立器件
(
輸入
電容器和一個充電電流編程電阻
)
,佔位面積為
2.5mm
×
2.7mm
。
LTC4059A
採用
2mm
×
2mm
DFN
封裝,佔位面積只有
SOT-23
封裝的一半,並能提供大約
60
℃
/W
的低熱阻,以提高散
熱效率。通過適當的
PCB
布局及散熱設計,
LTC4059A
可以在輸入電壓為
5V
的情況下以最
高
900mA
的電流對單節鋰離子電池安全充電。此外,設計時無需考慮最壞情況下的功耗,
因為
LTC4059A
採用了專利的熱管理技術,可以在高功率條件
(
如環境溫度過高
)
下自動減小
充電電流。
方案二
:帶過流保護功能的
LTC4052
脈沖充電器
『陸』 純電動汽車的維護特點是什麼
純電動汽車的動力電池與電機代替了傳統汽車的發動機來驅動汽車行駛,純電動汽車無變速器,但底盤和電氣部分與普通汽車基本一致,為了確保車輛保持最佳的狀態,純電動汽車需要像傳統汽車那樣定期維護,
『柒』 汽車發動機負荷特性
你好,負荷特性:當轉速不變時,發動機的性能指標隨負荷而變化的關系。指示熱效率:發動機實際循環指示功與所消耗的燃料熱量的比值。一點建議,望採納!
『捌』 電動汽車充電負荷按什麼負荷性質處理
汽車連接軸為純扭力軸,兩端通過萬向節連接,一端來自變速箱,另一端進入後橋差動輪系,變向傳輸給驅動後輪。
差動輪系本身會帶來軸向力,但僅限於後橋牙包內,不會通過萬向節反向傳遞給連接軸。
而車床主軸則是扭轉力矩、軸向推力、及徑向力的負責受理軸。
首先,扭力不難理解,傳遞工件轉動扭力;
其次,切削力則帶來了沿外圓周邊的切向力,並形成反向扭矩,作用在主軸承上形成了徑向力;
另外,在進到過程中,尤其是端面加工時,對主軸形成軸向力。
因此,車床主軸的受力狀態是比較復雜的。