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基于P2D模型的航空应急电源状态评估
1
作者 雷晓犇 胡新华 王浩 《空军工程大学学报》 北大核心 2025年第5期1-10,共10页
针对镍镉蓄电池在高空低温环境下工作时放电能力衰减,影响飞行应急电源可靠性的问题,建立了一种实时评估其放电状态的方法。首先,扩展应用电化学伪二维(P2D)方法构建镍镉蓄电池电化学模型,识别出能表征放电状态且对温度敏感的核心参数,... 针对镍镉蓄电池在高空低温环境下工作时放电能力衰减,影响飞行应急电源可靠性的问题,建立了一种实时评估其放电状态的方法。首先,扩展应用电化学伪二维(P2D)方法构建镍镉蓄电池电化学模型,识别出能表征放电状态且对温度敏感的核心参数,并将温度对放电状态的影响转化为对核心参数的影响;进而,构建核心参数与直流内阻(DCIR)的关系,基于此关系建立等效电路模型,并采用混合脉冲功率特性测试(HPPC)方法进行模型参数辨识。结果方面,通过分析模型参数(特别是DCIR)随温度与放电状态的关联性,成功构建了温度-内阻-放电状态之间的映射关系,设计并实现了一种能够有效检测不同温度下镍镉蓄电池放电状态的方法。该方法可同时应用于飞行实时状态监控与地面维护评估,显著提升镍镉蓄电池工作状态的评估精度,为保障飞行可靠性提供了关键技术支持。 展开更多
关键词 镍镉蓄电池 p2d模型 DCIR HPPC
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宽温域无钴锂离子电池电化学建模及参数灵敏度研究
2
作者 张彩萍 乔波 +2 位作者 张琳静 刘梦 陈泽平 《电工技术学报》 北大核心 2025年第17期5652-5666,共15页
无钴正极材料可以打破钴元素阻碍锂离子电池发展的壁垒,对新能源汽车可持续发展具有重要意义。电化学模型是分析无钴电池内外部特性参数的桥梁,是研究电池状态估计和老化诊断的理论基础。宽温域下无钴电池建模存在精度低、参数获取困难... 无钴正极材料可以打破钴元素阻碍锂离子电池发展的壁垒,对新能源汽车可持续发展具有重要意义。电化学模型是分析无钴电池内外部特性参数的桥梁,是研究电池状态估计和老化诊断的理论基础。宽温域下无钴电池建模存在精度低、参数获取困难的问题,为提高宽温域无钴电池电化学模型的仿真能力,该文提出基于多维度灵敏度分析的高敏感度模型参数确定方法。研究表明,电池正负极固相扩散系数、反应速率常数、材料颗粒半径等参数对温度和倍率的依赖性显著;为解决低温大部分模型参数灵敏度急剧增加而导致参数辨识失效的问题,采用Arrhenius方程描述高灵敏度电化学参数随温度的变化规律,建立宽温度域电化学模型参数修正方法,-5~50℃范围内模型方均根误差20 mV以内。利用改进的电化学模型,揭示了无钴电池的电化学参数与电性能的关联关系,结果表明扩散类参数与电池的容量和能量指标紧密关联,为无钴电池老化状态诊断和智能管理提供重要的理论支撑。 展开更多
关键词 无钴锂离子电池 p2d模型 灵敏度分析 宽温度区域
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基于电化学模型的电池性能模拟与优化
3
作者 赵婧 董书辰 +8 位作者 李高洋 黄友科 石浩森 缪舒文 谭辰妍 朱唐琦 李永帅 潘慧 凌昊 《化工学报》 北大核心 2025年第9期4922-4932,共11页
锂离子电池产热对电池高能量和高功率密度下安全稳定运行至关重要。基于COMSOL Multiphysics平台,建立了锂离子电池的伪二维模型(pseudo-two-dimensional electrochemical model,P2D),探究了正负电极活性材料体积分数、正极厚度和隔膜... 锂离子电池产热对电池高能量和高功率密度下安全稳定运行至关重要。基于COMSOL Multiphysics平台,建立了锂离子电池的伪二维模型(pseudo-two-dimensional electrochemical model,P2D),探究了正负电极活性材料体积分数、正极厚度和隔膜电解质体积分数对电池产热的影响,并基于此,结合NSGA-Ⅱ多目标优化算法,系统分析上述关键结构参数对电池容量与产热的协同影响,从而为实现锂离子电池高容量和低产热的性能优化设计提供理论支持。 展开更多
关键词 锂离子电池 p2d模型 结构参数 算法 优化设计 模拟
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新能源汽车动力电池放电特性仿真 被引量：4
4
作者 李思晗 赵明智 秦郡酉 《计算机仿真》 北大核心 2022年第8期175-179,共5页
采用目前方法对电池的变流放电特性进行仿真研究时,没有对电池的放电过程进行定量分析,导致方法存在分析效率低、SOC估计误差大和最大绝对误差高的问题。提出新能源汽车动力电池变流放电特性仿真研究方法。首先构建了P2D数值模型,利用... 采用目前方法对电池的变流放电特性进行仿真研究时,没有对电池的放电过程进行定量分析,导致方法存在分析效率低、SOC估计误差大和最大绝对误差高的问题。提出新能源汽车动力电池变流放电特性仿真研究方法。首先构建了P2D数值模型,利用该模型定量分析电池变流放电过程,获取相关数据,构建新能源汽车动力电池模型。在Matlab/Simulink中根据电池系统模型的状态方程建立新能源汽车动力电池的仿真模型,利用仿真模型获取电池变流放电过程中的SOC值,根据SOC值完成新能源汽车动力电池变流放电特性的仿真研究。仿真结果表明,所提方法的分析效率高、SOC估计误差小、最大绝对误差小。 展开更多
关键词 新能源汽车 动力电池 变流放电 数值模型 电池
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锂离子电池模型参数辨识方法和放电模拟 被引量：9
5
作者 葛亚明 李军 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第6期188-191,共4页
针对锂离子电池准二维模型提出一种基于启发式算法的P2D模型参数辨识方法,该算法包括:减少P2D模型待辨识参数数量、利用参数有效区间减少遗传算法搜索时间和分治策略,将P2D模型参数分成两组并利用遗传算法分别进行辨识。通过启发式算法... 针对锂离子电池准二维模型提出一种基于启发式算法的P2D模型参数辨识方法,该算法包括:减少P2D模型待辨识参数数量、利用参数有效区间减少遗传算法搜索时间和分治策略,将P2D模型参数分成两组并利用遗传算法分别进行辨识。通过启发式算法,利用单核计算机可以在十个小时以内辨识出锂离子电池P2D模型的所有参数,基于辨识值的模拟电压曲线与实验电压曲线吻合较好。基于模型辨识的电池放电电压模拟方法,不仅为精确估计锂离子电池内部状态以及剩余容量提供理论支持,而且为安全、可靠使用锂离子电池提供数据支撑。 展开更多
关键词 锂离子电池 模拟计算 p2d模型 参数辨识
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多孔电极电池的循环伏安法模拟 被引量：2
6
作者 蔡雪凡 孙升 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期646-657,共12页
锂离子电池的全电池建模模拟对现代新能源领域的发展至关重要。伪二维(P2D)电化学模型是最常使用的全电池模拟模型,但一直被用于输入为电流,输出为电压的模拟中。本文基于P2D模型,通过对内电位、电极电位以及电池端电压的详细讨论,首次... 锂离子电池的全电池建模模拟对现代新能源领域的发展至关重要。伪二维(P2D)电化学模型是最常使用的全电池模拟模型,但一直被用于输入为电流,输出为电压的模拟中。本文基于P2D模型,通过对内电位、电极电位以及电池端电压的详细讨论,首次采用电压边界条件,利用COMSOL仿真软件完成了实验中常用的两电极体系和三电极体系的循环伏安法建模和模拟。并对比分析了两/三电极体系中扫描速率、颗粒半径、电极锂扩散速率以及最大嵌锂浓度这四个参数对循环伏安曲线形状的影响。结果表明,循环伏安测试时扫描速率越大,循环伏安曲线的峰值电流越大;固相锂扩散速率越大、电活性颗粒半径越小、最大嵌锂浓度越大,峰值电流越大。在相同的测试条件下,三电极体系比两电极体系的循环伏安图对称性更好,电流响应更大,并且颗粒半径、锂扩散速率及最大嵌锂浓度这三个参数对峰值电流的影响也更为明显。 展开更多
关键词 锂离子电池 循环伏安法 p2d模型 两/三电极体系 COMSOL仿真模拟
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