Peukert方程的适用性分析及基于二阶段放电法的Peukert模型修正

基于铅酸电池试验的Peukert方程(Peukert equation,PE)提供一个修正电流倍率影响的经验模型。但该模型的试验及应用中,存在混淆电荷损失及剩余电荷量的问题。采用二阶段放电试验方法来建立修正的Peukert模型,即对于每种倍率分别进行两个阶段的恒流放电:特定倍率放电到截至电压—静置—标准倍率放电到截至电压(CC-OC-CC)。依据两个阶段放电的总电荷量(最大可用电荷量)而非第一阶段的电荷量(可用电荷量)去建立修正的Peukert方程(PE3)。该方程(PE3)反映了倍率与电荷损耗(库仑效率)之间的关系,排除了剩余电荷量的影响,更适合于动态工况下的荷电状态(State of charge,SOC)估计。另外磷酸铁锂电池试验表明剩余电荷量与电流倍率的关系规律性更强,更符合Peukert形式的方程(PE2),与铅酸电池Peukert模型的扩散机理一致,故剩余电荷量也可据此估计。

基于Peukert方程的动力电池荷电状态卡尔曼滤波估计算法

电池荷电状态（SOC）受到温度、电流、循环寿命等因素的影响,Peukert方程是一种很好的计算电池容量方法.传统Peukert方程没有考虑温度的影响,而温度变化会导致Peukert方程常数n和K的变化.因此,建立了基于温度和电流变化的Peukert方程,利用安时法和复合电化学模型建立电池模型状态方程和测量方程,采用扩展卡尔曼算法实现电池荷电状态动态估算.结果显示,基于温度修正Peukert方程的镍氢电池荷电状态估计算法精度比传统安时法提高7％～8％.

基于Peukert模型的车用纳米磷酸铁锂电池性能研究

以纳米Li Fe PO4锂离子电池为研究对象,在50--450 A和-18~50℃范围内,对其充放电特性、Peukert模型与温度的关系进行了讨论,利用Ragone曲线对阀控式密封铅酸动力电池、镍氢动力电池及锰酸锂离子电池的能量功率特性进行了对比分析。研究表明,该纳米Li Fe PO4锂离子电池的快速放电能力和能量功率特性都得到很大改善,尤其适合于高温工况;低温性能依然还是纳米Li Fe PO4锂离子电池的弱点,亟待进一步提高。

Peukert定律预测锂离子电池倍率容量

开展电池在不同环境温度及荷电状态下的静置老化实验。根据电池的容量和内阻变化情况,构建电池老化经验模型,利用Peukert定律预测电池在0.1 C、0.5 C和1.0 C等不同倍率下容量随静置时间的变化,预测误差为±4%。

高功率型氢镍电池Peukert模型温度效应分析

以高功率型80Ah氢镍动力电池为研究对象,在电流（26.7-160A）和温度（-20-50℃）范围内,对其Peukert模型温度效应进行了分析。研究表明：在20-40℃的温度范围内,Peukert模型是可以应用于高功率型氢镍电池,且模型参数为1.0681,表征了该型氢镍动力电池良好的倍率放电特性;高温和低温都会导致Peukert模型的应用电流范围变窄;Peukert模型参数与温度具有强相关性。

电动汽车用聚合物锰酸锂离子电池的Peukert温度效应

以210Ah聚合物锰酸锂离子电池为研究对象,在电流（10～210A）和温度（-20～50℃）范围内,分析其Peukert温度效应.对不同电流和温度区间内Peukert模型适用性进行了讨论,并辨识出对应Peukert系数.对电池关键特性即可用电量、内阻、效率特性、比能量,与Peukert效应的对应关系进行了分析.研究表明,在温度0～50℃且电流10～210 A的区间内,Peukert模型是适用的;在20～40℃范围内Peukert系数为0.995 4,表征了优良的倍率放电特性;温度为-20℃时,Peukert模型适用电流范围变窄,但仍可释放出最大可用电量的94.6％;该型电池的关键特性和Peukert效应都与温度之间存在强相关性.

老化锂离子动力电池Peukert方程的适用性分析

针对老化锂离子动力电池二次利用过程中可用容量估算的问题,研究其Peukert方程的适用性。以老化的35 Ah三元锰酸锂混合材料动力电池为研究对象,建立其Peukert方程,分析其适用性,结果表明无需考虑电池老化后实际容量与额定容量存在的倍率差问题。对比一阶段和二阶段Peukert方程,结果表明该老化动力电池利用Peukert方程进行容量估算时无需考虑二阶段放电。分别在25、15和40℃环境下分析了其适用性,为老化锂离子动力电池放电容量的估算奠定基础。

基于Peukert方程的铅酸蓄电池容量计算方法研究

根据船用铅酸蓄电池的特点,通过试验,以Peukert公式为基础,利用参数优化设计方法,定量计算了电流放电因子n的取值方法。分析了Peukert公式对于新型船用铅酸蓄电池容量计算的不足,设计了修正公式,解决了容量参数K在不同放电电流下变化的问题。实验结果表明,该公式简单实用,精度较高。

低功耗设备常用储能元件的Peukert模型适用性分析

Peukert模型已被广泛用于铅酸电池、锂电池等储能元件的状态估计。然而,现有研究缺乏对低功耗设备常用储能元件和小电流工况的考虑,并且忽略了储能元件之间的横向对比分析。基于此,在小电流工况下,通过恒阻放电实验拟合建立了超级电容、碱性电池和锂亚电池的Peukert模型,验证并对比分析了Peukert模型对这三类储能元件的适用性。实验结果表明,在目标工况下,Peukert模型对这三类储能元件均适用,其平均相对误差分别为5.891%、2.898%和2.931%,Peukert模型用于碱性电池和锂亚电池状态估计的准确性比超级电容高。

运用模拟量监控和Peukert公式进行基站蓄电池组放电

蓄电池组是通信基站供电系统的重要组成部分,也是最后一道保障。判断蓄电池性能的好坏最直接可靠的方法就是进行放电测试。泉州移动利用模拟量监控和开关电源具有的遥调功能,实现基站电池远程在线核对性放电测试,再运用蓄电池Peukert经验公式,通过对蓄电池典型放电曲线的分析完成蓄电池容量的简单分析,可以节省人力物力。

基于二阶段放电试验的磷酸铁锂电池的Peukert模型

放电倍率与可用容量关系通常采用Peukert方程来描述,但Peukert方程存在不能区分电流倍率对于电荷损耗及剩余容量影响的问题。为探讨Peukert方程背后起主导作用的机理并建立合理的方程,该文以采用二阶段恒流放电试验,分别建立Peukert形式的方程。其中,第一阶段可用容量的方程(PE1)即原始Peukert模型,剩余容量的Peukert形式方程(PE2)反映了电流对于浓度梯度和扩散的影响。最大可用容量Peukert方程(PE3)反映了电流倍率与电荷损耗的关系。此外,磷酸铁锂电池(LFP)最大可用容量与倍率在对数域的曲线存在分叉、非线性现象,反映了可用容量、内阻等内在特性受温度、电流影响而增大或波动的特点。其Peukert系数(1.01～1.06)远小于镍镉、铅酸电池,说明其电量损失及大电流影响较小。

基于不同工况下的锂离子电池可用容量预测模型

锂离子电池是诸多设备的主要动力能源,在不同工况下对锂离子电池可用容量的准确预测十分关键。针对目前Peukert方程只能应用于恒温恒流放电情况下可用容量预测的局限性,本工作提出了一种基于不同工况下的锂离子电池可用容量预测优化模型,通过改进Peukert方程并提供合理的系数生成方法,实现了在变温度和倍率条件下对可用容量的准确预测。并通过实验测试了锂电池在不同温度和放电速率下的放电性能,拟合了电池容量保持率与电池平均温度的曲线,使用Arrhenius方程进行分析,通过最小二乘法确定了方程中的参数,根据预测优化模型进行了各种放电情况下的计算,验证了所提出的等效容量方法可以准确预测电池的实际放电容量。最后,利用预测优化模型和实验验证了温度对电池容量的影响,得出当环境温度高于25℃时,电池容量对放电速率的影响较小;当环境温度低于25℃时,温度对电池容量有显著影响,呈现出先下降后随着放电速率增加而增加的趋势的结论,结果说明了电池的平均温度对其容量有较大影响,但高温对电池容量的影响较低温小,需引入温度补偿系数k来考虑平均温度对电池容量的影响。

基于工况特性的电动汽车蓄电池组SOC与SOH在线智能识别与评价方法研究

蓄电池组SOC和SOH是电动汽车电池管理和能量管理的关键参数,受单体电池特性、蓄电池组一致性和均衡技术等因素影响,不易建立准确计算模型。基于电动汽车日常行驶工况统计特性提出一种改进的Ah积分法计算蓄电池组SOC和SOH,该方法采用工况容量与等效工况电流根据Peukert方程实现稳态容量修正,同时采用模糊逻辑实现放电率波动对容量的动态修正;提出采用单体统计特性建立状态评价矩阵表征蓄电池组状态的全面评价方法;最后通过对比仿真计算分析验证了所提方法的合理性和实用性。

用一种新的优化算法估计电动汽车电池SOC

准确估计电动汽车中的锂电池荷电状态(SOC)是电池管理的一个难点,安时计量法的缺点是无法估计电池的初始剩余电量,且由于电流测量精度的原因会导致累积误差。因此在安时计量法原有研究的基础上提出了一种新的优化算法,即结合开路电压法和Peukert方程来估计电池的剩余电量。与实验结果对比,可见新的优化算法的仿真结果与实验结果基本吻合,误差较小,从而证明了本方法的正确性。

电动汽车用VRLA电池温度特性及建模分析

以电动汽车VRLA电池为研究对象,基于在电流范围（21～400A）和温度范围（-10～60℃）内的放电试验数据,对电池特性与温度的关系进行了描述和建模,对Peukert模型的适用性进行了分析.研究表明：该型铅蓄电池的最佳工作温度范围在0～45℃之间,在该温度范围内适用Peukert模型且具有优秀的倍率放电特性；随着温度降低,Peukert常数增大,放电能力逐渐降低；温度低于-10℃且电流大于300 A的放电过程不再符合Peukert模型；铅蓄动力电池的工作温度不宜超过45 ℃,否则电池的可用电量和效率都会降低,Peukert模型在高温放电工况下也不再适用.

基于动态特性的新能源挖掘机电池组参数匹配

作为新能源动力挖掘机的动力来源,电池组的性能及合理匹配程度对动力系统及整机性能都有显著影响。基于电池动态特性对挖掘机电池组进行匹配设计,分析了动力电池的放电特性与寿命特性。通过单体电池不同倍率下的放电曲线辨识其Peukert参数,在工况已知的情况下采取工况等效电流,根据Peukert方程实现电池组的参数匹配。最后对日立ZX—70—5A挖掘机进行匹配计算,并进行实验,验证了该匹配方法的有效性和实用性。

机场地面保障装置电驱动系统研究

纯电力驱动已经成为机场地面保障装置一种重要驱动形式,电驱动性能是电动地面保障设备的最主要性能,电动地面保障装置动力需要从电动机、控制器控制策略以及蓄电池分别进行匹配。匹配方法涉及到不同的计算模型。本文通过实际使用事例证明计算匹配与实际情况一致,计算匹配符合实际使用需求。

轻型电动载人飞行器航程与航时计算方法研究

依据轻型电动载人飞行器的运行特点和电池放电的Peukert效应,在对电池有效容量进行局部修正的基础上,提出了一套简便、有效的电动飞行器航程与航时的计算公式,并对中国轻型双座电动飞行器E430的航程与航时性能指标进行了定量评估,计算结果与E430的官方数据吻合良好,证明了所提公式的正确性与有效性。最后,分析了电池容量对电动飞行器航程与航时的影响。结果表明:当电池的额定放电电流大于飞行器所需消耗的电流时,电池系统引起的Peukert效应会增强电动飞行器的飞行性能;若电池重量占飞行器总重的比重一定,仅仅增加电池容量,飞行器的航程与续航时间将会减少。

商用Li_4Ti_5O_(12)电池倍率循环容量衰减模型

Li_4Ti_5O_(12)(LTO)负极材料由于其优异的循环稳定性和安全性近年来得到广泛关注,并在电网储能领域具有巨大的应用前景,被视为下一代电网储能用负极材料。研究LTO电池的寿命模型有助于更好的设计能量存储单元,并推动LTO在储能领域中的应用。本文通过测试商用软包LTO基锂离子电池(标称容量10 A·h,额定电压2.2~3.5 V)在不同倍率下循环4800次的容量衰减,建立充放电倍率与容量衰减的对应关系。实验将每600次循环设为一个节点,通过在节点进行多电流密度标定从而实现分离电池的不可逆容量以及极化造成的容量损失。并利用试验数据,采用拟合、回归的分析方法,分别建立极化容量损失和不可逆容量损失两个电池衰减模型,该模型可用于预测LTO基电池剩余循环容量。