izpis_h1_title_alt

Model litij-ionske baterijske celice
ID STRMŠNIK, SIMON (Avtor), ID Drobnič, Klemen (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (41,57 MB)
MD5: CD0D4BA281BACA1C8A7DE67820F611A4

Izvleček
Jedro diplomske naloge je načrtovanje matematičnega modela litij-ionske baterijske celice, ki temelji na ekvivalentnem električnem nadomestnem vezju in kar najbolje odseva delovanje prave baterijske celice. Prav ta tip baterij je danes tehnološko najbolj dovršen in dosega zavidljive energijske gostote. Dober model baterije je potreben, saj omogoča nadzor nad optimalnim delovanjem celice v okviru tokovnih, napetostnih in temperaturnih omejitev. Z modelom želimo zajeti tako statične kot tudi dinamične lastnosti baterije. V splošnem nadomestno vezje baterijske celice sestavlja kombinacija idealnega napetostnega vira, členov z uporom in kondenzatorjem (RC-členi) in upor, ki predstavlja notranjo upornost baterije. Več RC-členov vključimo v vezje, natančnejši je model, vendar hkrati tudi zahtevnejši za analizo in parametrizacijo. Karakteristike baterije so izrazito nelinearne, zato izberemo takšen model, ki zagotavlja nek smiseln kompromis med zahtevnostjo in natančnostjo. Za določitev vrednosti elementov nadomestnega vezja in za končno verifikacijo modela opravimo vrsto meritev. Prav tako izpeljemo matematično ozadje za določitev parametrov nadomestnega vezja na podlagi meritev. Izhod modela najprej primerjamo z rezultati treh meritev, kjer celico obremenimo z tokovnimi stopnicami različnih amplitud, ki hkrati služijo za parametrizacijo modela. Nato preverimo, kako se model obnese ob neki naključni tokovni obremenitvi, s čimer verificiramo model. Na koncu model posplošimo na večji baterijski sklop, katerega sami izdelamo. Tekom dela naletimo na mnoge praktične in računske probleme, a kljub omejitvam z modelom dobimo zadovoljive rezultate.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:Li-ion, baterija, model, nadomestno vezje, parametri, napetost odprtih sponk, stopnja napolnjenosti, statične lastnosti, dinamične lastnosti
Vrsta gradiva:Diplomsko delo/naloga
Organizacija:FE - Fakulteta za elektrotehniko
Leto izida:2022
PID:20.500.12556/RUL-140167 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:121146115 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:12.09.2022
Število ogledov:776
Število prenosov:341
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Lithium-ion battery cell model
Izvleček:
The thesis adresses a design of a mathematical model for a Li-ion battery cell, based on an equivalent electrical circuit that reflects the performance of a real battery cell as accurate as possible. Research into Li-ion battery type is of interest because it is currently the most technologically sophisticated in terms of the achieved energy densities. A good battery model is necessary because it allows us to control if the battery is operating within voltage, current and temperature constraints. We want the model to capture the static as well as dynamic properties of the battery. In general, the battery cell equivalent circuit consists of a combination of an ideal voltage source, resistor-capacitor circuits (RC circuits) and a resistor representing the internal resistance of the battery. Accuracy of the model improves by adding more RC circuits but that has negative impact on analyzing and parametrization procedure. Due to quite non-linear battery characteristics, we choose a model that has some reasonable trade-off between complexity and accuracy. In order to determine the values of the model's parameters and to verify the model, a series of measurements are performed. We also derive the mathematical background for model's parameters determination which includes the measurements results. The output of the model is first compared to the results of three measurements, where the cell is discharged with current steps of different amplitudes, which also serve to parameterise the model. We then look at model performance where the electrical current input changes randomly. Finally, we generalise the model to a larger battery pack that we build ourselves. Despite certain problems and limitations, the model provides satisfactory results.

Ključne besede:Li-ion, battery, model, equivalent circuit, parameters, open-circuit voltage, state of charge, static characteristics, dynamic characteristics

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj