锂离子电池(LIB)在各种磁场中发现了广泛的应用,例如电气传输,固定存储和便携式电子设备。电池管理系统(BMS)对于确保LIB的可靠性,效率和寿命至关重要。最近的研究见证了高级BMS中基于模型的故障诊断方法的出现。本文对LIB的基于模型的故障诊断方法进行了全面综述。首先,现有文献中广泛探索的电池模型分为基于物理学的电化学模型和电气等效电路模型。第二,描述电池故障的电气动力学的一般状态空间表示。然后详细阐述了状态向量和参数矩阵的识别。第三,两个电池故障的故障机理(包括过度拨动/过度过度故障,连接故障,短路故障)和传感器故障(包括电压传感器故障和电流传感器故障)。此外,还详细阐述了不同类型的建模不确定性,例如建模误差和测量噪声,老化效应,测量异常值。然后将重点放在观察者的设计上(包括在线状态观察员和离线状态观察员)。还提出了用于电池故障诊断的典型状态观察者的算法实现。最后,提供了讨论和展望来设想一些可能的未来研究方向。
我们研究确定与电网连接的光伏 (PV) 系统中电池储能系统 (BESS) 管理最佳策略的问题,其中负载的随机电力需求由三个来源满足:电网、光伏能源和 BESS。BESS 用于存储光伏系统产生的多余能量以供日后使用,或在分时电价 (TOU) 较低时从电网购买能源。目标是确定 BESS 的最佳充电/放电计划,以便最大限度地降低从电网购买能源的长期成本。通过使用周期性随机过程的概率模型来捕获负载和光伏能源的随机变化,并使用历史数据估计参数。优化问题是在周期性折现马尔可夫决策过程 (MDP) 框架下制定的,问题制定包括电池和太阳能电池板的老化效应。在线优化问题是通过采用针对周期性 MDP 定制的策略迭代方法来解决的。所提出的在线调度算法提供 24 小时周期性策略,其中系统模型每天根据前一天的负载和光伏能量以滚动方式更新。模拟结果表明,与没有光伏和 BESS 的传统系统相比,所提出的算法可以实现每年 41.6% 的电费减少,从而确定了安装 BESS 和光伏系统的价值。
摘要:电动汽车 (EV) 的增加、环境问题、节能、电池选择和特性都表明了电动汽车发展的进步。众所周知,电池组由于其温度敏感性、老化效应、退化、成本和可持续性的性质而需要特殊考虑。因此,目前电动汽车的发展受到关注,其中电池是电动汽车的能量积累装置。本文讨论了电动汽车电池部署的最新趋势和发展。系统地回顾了显性能量、充电状态、热效率、能源生产率、生命周期、电池尺寸、市场收入、安全性和商业性。回顾包括基于电池的储能进展及其发展、特性、功率转换质量和评估措施,以及电动汽车应用的优势和负担。考虑到电动汽车的发展受到可持续性问题的影响,例如资源枯竭以及臭氧和碳破坏物质在环境中的释放,本研究为基于牵引应用(例如 BEV 和 HEV)提出的卓越性能的更好电池选择提供了指南。本研究还针对所研究的不同类型电池的老化评估提供了案例研究。案例研究针对锂离子电池单元,并研究了老化分析如何受到环境温度、电池温度以及充电和放电电流等因素的影响。这些参数对生命周期数有相当大的影响,因为观察到容量衰减在 25–65 ◦ C 之间为 18.42%。最后,2020 年至 2025 年间,轻型和重型电动汽车锂离子电池市场的未来趋势和需求可能会分别增长 11% 和 65%。
摘要:电动汽车 (EV) 的增加、环境问题、节能、电池选择和特性都表明了电动汽车发展的进步。众所周知,电池组由于其温度敏感性、老化效应、退化、成本和可持续性的性质而需要特殊考虑。因此,目前电动汽车的发展受到关注,其中电池是电动汽车的能量积累装置。本文讨论了电动汽车电池部署的最新趋势和发展。系统地回顾了显性能量、充电状态、热效率、能源生产率、生命周期、电池尺寸、市场收入、安全性和商业性。回顾包括基于电池的储能进展及其发展、特性、功率转换质量和评估措施,以及电动汽车应用的优势和负担。考虑到电动汽车的发展受到可持续性问题的影响,例如资源枯竭以及臭氧和碳破坏物质在环境中的释放,本研究为基于牵引应用(例如 BEV 和 HEV)提出的卓越性能的更好电池选择提供了指南。本研究还针对所研究的不同类型电池的老化评估提供了案例研究。案例研究针对锂离子电池单元,并研究了老化分析如何受到环境温度、电池温度以及充电和放电电流等因素的影响。这些参数对生命周期数有相当大的影响,因为观察到容量衰减在 25–65 ◦ C 之间为 18.42%。最后,2020 年至 2025 年间,轻型和重型电动汽车锂离子电池市场的未来趋势和需求可能会分别增长 11% 和 65%。