應(yīng)用于電動(dòng)汽車電池包中的鋰離子電池單體更換技術(shù)仿真研究

電動(dòng)汽車（EV）電池包的設(shè)計(jì)和優(yōu)化對(duì)于電動(dòng)汽車持續(xù)擴(kuò)大全球市場(chǎng)至關(guān)重要。對(duì)電池包進(jìn)行仿真分析的文獻(xiàn)較多，可對(duì)于電池包中更換電池單體的技術(shù)卻少有研究。最近，可重新配置電池單體的電池包受到重視，因?yàn)樗试S損壞的電池單體從電路中移除，從而限制了它們對(duì)整個(gè)電池包的影響。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)仿真模型，模擬了在電池包中更換損壞的電池單體的效果。通過使用戴維寧等效電路和經(jīng)驗(yàn)退化模型對(duì)每個(gè)電池單體進(jìn)行建模來開發(fā)電池包模型，電池包中的電池單體是隨機(jī)變化的。仿真過程中，在一定的時(shí)間間隔下檢查電池單體是否需要替換，此時(shí)間間隔被稱為維護(hù)事件間隔，維護(hù)事件間隔的長(zhǎng)度取決于各個(gè)電池單元的平均故障時(shí)間。

通過仿真可得到如下結(jié)論：

1.通過更換容量小于其最小容量的電池單體，整個(gè)電池包的容量可以保持在總?cè)萘康?0%以上。

2.電池單體被替換的維護(hù)事件發(fā)生率與使用隨機(jī)參數(shù)模擬的各個(gè)電池單體的平均故障時(shí)間直接相關(guān)。如設(shè)想的一樣，電池單體平均故障時(shí)間高則維持電池包正常工作所需維護(hù)時(shí)間間隔長(zhǎng)。通過使用本文仿真模型，可以建立特定電池包的最優(yōu)維護(hù)時(shí)間間隔。

3.無論電池化學(xué)性質(zhì)如何，使用電池單體更換技術(shù)，對(duì)電池包進(jìn)行定期維護(hù)，可保證電池包長(zhǎng)期、穩(wěn)定工作。

仿真模型以及本文的結(jié)論可用于更好地優(yōu)化電動(dòng)汽車中的鋰離子電池包設(shè)計(jì)，提高電池包的工作壽命，并使電動(dòng)汽車推廣更經(jīng)濟(jì)可行。