锂电池模型种类介绍

1、锂电池模型的内阻模型

 

内阻模型是最简单的电池模型，通常用来预测电池的容量[]。一般说来，电池容量随着电压和内阻变化。由于电压在不同放电电流下会有不同的变化，研究者们就试图建立内阻与容量之间的关系。然而内阻并非一个本征的数值，内阻模型需要大量的实验数据。例如电池的最大容量在不同温度下的变化规律，电池输出端电压在不同电流倍率下的变化规律，电池内阻在不同温度下的变化规律。根据实验得到的数据，根据电池使用环境的不同，依靠电池内阻来判定电池的容量，因此该模型更接近于一个数据库。

 

2、锂电池模型的等效电路模型

 

由于电池在电流的作用下会体现电阻以及电容的部分特征，v.Johsonl6.]等人提出可以用等效电路来建立电池模型，模拟电池的动态与静态性能。基本的锂离子电池等效电路，其中V以和V分别代表电池的开路电压和输出电压，R为电池内阻，RG并联电路模拟电池的外特性。

 

3、锂电池模型的遗传算法模型

 

基于遗传算法的锂离子电池模型，一般情况下可以分析实验数据，求解方程等方法建立模型，模拟电池的特性。但是由于电池内部的化学反应非常复杂，很难找到合适的函数来描述电池模型。遗传算法计算方便，输出函数形式十分灵活，可以用来建立锂离子电池的模型。

 

4、锂电池模型的神经网络模型

 

研究使用神经网络算法建立电池模型的可行性，建立了锂离子电池的模型，并且成功地预测电动汽车中电池的剩余电量。

 

将神经网络算法与模糊算法联合使用，取长补短，弥补两个算法各自的不足，用来估计锂离子电池的剩余容量，提高了单一算法的估计精度。

 

5、锂电池模型的电化学模型

 

电化学模型是根据电池基本化学原理建立的模型，锂离子电池原理性模型是从1982年west的研究基础上逐步建立起来的。West 在研究纤维状活性物质颗粒所组成的多孔电极时，建立了一个准二维的多孔电极模型，假定电池中的溶液相为二元溶液体系，将扩散系数默认为常数，固相扩散过程为控制步骤，电化学过程忽略不计。由于锂电池也是多孔电极体系，在研究Li:LiClO4:TIS2电池模型时，采用了相似的处理方式，考虑到电池的构造，模型中引入了隔膜这一结构。Mao等人的研究结果表明，隔膜越薄，电池能够释放出更多地电量。但是由于该模型不是真正的电池模型，仅仅对单个电极的原理进行研究，没有将电池看成一个整体进行建模，因此模型并不能完全模拟电池的化学特性。在上述模型中，都假设锂离子嵌入过程无限快，因此在电极/电解液界面是存在电化学平衡体系的。也就是说，电池的OCP（Open Circuit Potential颗粒表面浓度和附近电解液浓度相关。