單液流鋅鎳電池PNGV等效電路建模與性能分析.pdf

1、液流電池由于具有可規(guī)模儲能、充放電轉(zhuǎn)換速率快,循環(huán)壽命長等優(yōu)勢而備受關(guān)注。北京防化研究院分析單液流鉛酸電池特點結(jié)合傳統(tǒng)的鋅鎳電池優(yōu)缺點于2007年研制出單液流鋅鎳電池,該體系解決傳統(tǒng)鋅鎳電池鋅枝晶問題,提高了電池的循環(huán)壽命;電池可刷新維護(hù)保持性能、不需要隔膜等優(yōu)點使其具有很高的研究價值。為了更好的研究單液流鋅鎳電池的性能,需要對電池進(jìn)行建模,分析電池的電壓特性。
　　本文首先分析單液流鋅鎳電池電壓關(guān)系,把電池歐姆內(nèi)阻用電阻等效,極

2、化電壓的變化與RC并聯(lián)電路響應(yīng)曲線類似,因此采用并聯(lián)RC電路等效,電池開路電壓用電壓源等效,充放電過程中其開路電壓的變化用電容等效,建立PNGV等效電路模型,推導(dǎo)充放電過程端電壓關(guān)于充放電時間的關(guān)系,然后采用混合脈沖功率實驗獲取模型參數(shù),最后得到模型充放電過程端電壓變化曲線,并與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比驗證模型準(zhǔn)確性。
　　基于PNGV模型與單液流鋅鎳電池電化學(xué)機(jī)理分析,把電池由雙電層而產(chǎn)生的電化學(xué)極化與擴(kuò)散而產(chǎn)生的濃差極化分別采用 RC

3、并聯(lián)電路進(jìn)行等效。本文提出了改進(jìn)的PNGV單液流鋅鎳電池等效電路模型,然后采用零階保持器離散化處理,得到關(guān)于時間的充放電離散化模型,最后基于遺忘因子的最小二乘法進(jìn)行在線辨識模型參數(shù),預(yù)測電池充放電電壓變化曲線,并與第三章建立的PNGV等效電路模型進(jìn)行對比,總結(jié)改進(jìn)模型優(yōu)點。
　　對電池進(jìn)行實驗分析在不同條件下的效率,主要得到以下結(jié)果:1)在小于120A放電電流下,其容量效率在95％以上;大電流放電可縮短放電時間,但其容量效率較低。