Preview

Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ

Расширенный поиск

Моделирование аккумуляторных батарей и их сборок с учетом деградации параметров

https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-1-27-39

Полный текст:

Аннотация

В последние годы системы накопления электрической энергии рассматриваются как ключевой элемент технологического развития транспортных средств, возобновляемой энергетики. В статье дано краткое описание методов, приведены некоторые новые подходы и представлены результаты моделирования аккумуляторов в параллельно-последовательных сборках, которые могут использоваться для проектирования накопительных блоков для локальных энергетических систем. Аккумулятор – сложный физико-химический, электрохимический и электротехнический объект, моделирование которого может проводиться на различных уровнях глубины и разными методами. Рассматриваются варианты симулирования аккумуляторов. Представление аккумулятора в виде схем замещения хорошо согласуется с общим подходом графического представления электротехнических систем в таких пакетах, как MatLab-Simulink, Electronics Workbench и подобных. В моделировании аккумуляторных батарей выделяют два направления: представление текущих параметров в течение цикла заряда-разряда; моделирование параметров функционального состояния за длительное время эксплуатации. Указанные направления рассматривают различные характерные периоды времени (часы и сутки в первом случае и сотни суток – во втором), различаются по учитываемым параметрам и являются относительно независимыми. В MatLab-Simulink последних версий имеется встроенная модель c деградацией параметров аккумулятора, однако она достаточно сложна. В частности, при моделировании работы более чем одного аккумулятора значительно возрастает длительность счета. При расчете сборки из большого числа аккумуляторов, соединенных параллельно-последовательно, время в программе практически останавливается, что говорит о невозможности моделировать большие сборки. Вместе с тем свою работоспособность показала электронная лаборатория Electronics Workbench, имеющая при использовании критерия подобия перспективы к усложнению схем, что позволяет анализировать параллельно-последовательные сборки аккумуляторов.

Об авторах

К. B. Добрего
Высшая аттестационная комиссия Республики Беларусь
Беларусь
г. Минск


Ю. В. Бладыко
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Адрес для переписки: Бладыко Юрий Витальевич – Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 65/2, 220013, г. Минск, Республика Беларусь.  Тел. +375 17 292-71-93      eie@bntu.by



Список литературы

1. Shepherd, C. M. Design of Primary and Secondary Cells. Part 2. An Equation Describing Battery Discharge / C. M. Shepherd // Journal of Electrochemical Society. 1965. Vol. 112, iss. 7. P. 657–664.

2. Tremblay, O. Experimental Validation of a Battery Dynamic Model for EV Applications / O. Tremblay, L.-A. Dessaint // World Electric Vehicle Journal. 2009. Vol. 3, iss. 2. P. 289–298. https://doi.org/10.3390/wevj3020289

3. Krasucki, J. Projektowanie hybrydowych elektro-hydraulicznych układów napędowych / J. Krasucki, A. Rostowski. Radom, 2010.

4. Фоменко, Н. С. Особенности моделирования свинцово-кислотного аккумулятора / Н. С. Фоменко, А. С. Григорьев, А. С. Динисилов // Электрохимическая энергетика. 2019. Т. 19, № 2. С. 81–89. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2019-19-2-81-89.

5. Пост, С. С. Имитационная электроэнергетическая модель литий-ионной аккумуляторной батареи [Электронный ресурс] / С. С. Пост, В. И. Иванчура // Молодежь и наука: сб. материалов IХ Всероссийской науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых с междунар. участием, посвященной 385-летию со дня основания г. Красноярска. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2013. Режим доступа: http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2013. Дата доступа: 10.07.2019.

6. Борисевич, А. В. Моделирование литий-ионных аккумуляторов для систем управления батареями: обзор текущего состояния [Электронный ресурс] / А. В. Борисевич // Современная техника и технологии. 2014. № 5. Режим доступа: http://technology.snauka.ru/2014/05/3542. Дата доступа: 12.04.2020.

7. Сазанов, А. Б. Математическое моделирование режимов работы аккумуляторных батарей / А. Б. Сазанов // Техника машиностроения. 2007. № 2. С. 27–30.

8. Мартьянов, А. С. Моделирование алгоритмов заряда аккумуляторной батареи [Электронный ресурс] / А. С. Мартьянов // Наука ЮУрГУ: материалы 67-й науч. конф. Секции технических наук. 2015. Режим доступа: https://dspace.susu.ru/xmlui/bitstream/handle/0001.74/6376/44.pdf?sequence=1. Дата доступа: 12.04.2020.

9. Simulink. Основа для модельно-ориентированного проектирования [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://MatLab.ru/products/simulink. Дата доступа: 10.07.2019.

10. Карлащук, В. И. Электронная лаборатория на IBM PC. Лабораторный практикум на базе Electronics Workbench и MATLAB / В. И. Карлащук. М.: СОЛОН-Пресс, 2004. 800 с.

11. Бладыко, Ю. В. Электроника. Практикум / Ю. В. Бладыко. Минск: ИВЦ Минфина, 2016. 190 с.


Для цитирования:


Добрего К.B., Бладыко Ю.В. Моделирование аккумуляторных батарей и их сборок с учетом деградации параметров. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2021;64(1):27-39. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-1-27-39

For citation:


Dobrego K.V., Bladyko V.V. Modeling of Batteries and their Assemblies Taking into Account the Degradation of Parameters. ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations. 2021;64(1):27-39. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-1-27-39

Просмотров: 104


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1029-7448 (Print)
ISSN 2414-0341 (Online)