Wybrane metody modelowania pracy ogniw elektrochemicznych

• Autorzy: Burzyński D. , Kasprzyk L.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.12.19

Warianty tytułu

EN

Selected methods of modelling of the electrochemical cells operation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono dwie techniki modelowania pracy ogniw elektrochemicznych – model elektrochemiczny oraz obwodowy. W modelu elektrochemicznym opisano procesy związane z dyfuzją oraz przeniesieniem nośników ładunku zachodzące w elektrolicie oraz na elektrodach ogniwa. Zaprezentowano przykładowy schemat zastępczy ogniwa oraz omówiono techniki estymacji parametrów modelu. W podsumowaniu skomentowano zalety i wady przedstawionych metod modelowania.

EN

The paper presents two techniques of modelling of the electrochemical cells operation – electrochemical and equivalent circuit model. In the electrochemical model the processes related to diffusion and charge transfer occurring in the electrolyte and on the electrodes of the cell were described. An exemplary equivalent circuit model and techniques of parameters estimation were discussed. In the summary the advantages and disadvantages of the presented modelling methods were commented.

Słowa kluczowe

PL

ogniwo elektrochemiczne; modelowanie pracy akumulatora; schemat zastępczy ogniwa

EN

electrochemical cell; modelling of the battery operation; equivalent circuit of the cell

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 12
• Strony: 75--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Burzyński D.

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, ul. Piotrowo 3A, 60-965 Poznań

autor

Kasprzyk L.

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, ul. Piotrowo 3A, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] Lombardi P., Schwabe F., Sharing economy as a new business model for energy storage systems. Applied Energy, 188 (2017), 485-496
• [2] Halicka K., Lombardi P., Styczyński Z., Future-oriented analysis of battery technologies. IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT), 2015
• [3] Jakubiec B., Computer model of electric vehicle drive system fed from hybrid energy storage system, Przegląd Elektrotechniczny, 92 (2016), nr 12, pp. 57-60
• [4] Bednarek K., Parametry cieplne w trójfazowych torach wielkoprądowych, Przegląd Elektrotechniczny, 81 (2005), nr 12, pp. 106-108
• [5] Nawrowski R., Bednarek K., Tomczewski A., Trójfazowe tory wielkoprądowe złożone z przewodów rurowych w indywidualnych osłonach, Przegląd Elektrotechniczny, 84 (2008), nr 1, pp.62-64
• [6] Bednarek K., Kasprzyk L., Suppression of higher harmonic components introduction to the networks and improvement of the conditions of electric supply of electrical equipment, Przegląd Elektrotechniczny, 88 (2012), nr 12b, pp.236-239
• [7] Kasprzyk L., Tomczewski A., Bednarek K., Rozproszenie obliczeń elektromagnetycznych i optymalizacyjnych układów elektrycznych z zastosowaniem procesorów wielordzeniowych, Przegląd Elektrotechniczny, 87 (2011), nr 12b, pp. 82-85
• [8] Korzeniewska E., Drzymała A., Elektrownie fotowoltaiczne - aspekty techniczne i ekonomiczne, Przegląd Elektrotechniczny, 89 (2013), nr 12, pp. 324-327
• [9] Lombardi P., Röhrig Ch., Rudion K., Marquardt R., Müller‐Mienack M., Estermann A. S., Styczynski Z. A., Voropai N. I. An A-CAES pilot installation in the distribution system: A technical study for RES integration. Energy Science & Engineering Journal, 2 (2014), 116-127
• [10] Pelzer A., Lombardi P., Arendarski B., Komarnicki P., An Innovative Energy Management System For The Integration Of Volatile Energy Into Industrial Processes. International Journal of Energy Production and Management. 1 (4), (2016), pp. 339-348
• [11] Głuchy D., Kurz D., Trzmiel G., Wykorzystanie ogniw paliwowych do magazynowania energii ze źródeł odnawialnych, Przegląd Elektrotechniczny, 90 (2014) nr 4, pp.81-84
• [12] Kasprzyk L., Bednarek K., Dobór hybrydowego zasobnika energii do pojazdu elektrycznego, Przegląd Elektrotechniczny, 91 (2015), nr 12, 129-132
• [13] Komarnicki P., Energy storage systems: power grid and energy market use cases. Archives of Electrical Engineering. Volume 65, Issue 3 (2016), pp. 495-511
• [14] Monfared N. A., Gharib N., Moqtaderi H., Hejabi M., Amiri M., Torabi F., Mosahebi A., Prediction of state-of-charge effects on lead-acid battery characteristics using neural network parameter modifier. Journal of Power Sources, 158 (2006), 932-935
• [15] Antón J. C. A., Nieto P. J. G., Viejo C. B., Vilan J. A., Support Vector Machines Used to Estimate the Battery State of Charge. IEEE Transactions on Power Electronics, 28, nr 12 (2013), 5919-5926
• [16] Michalczuk M., Ufnalski B., Grzesiak L., Fuzzy logic control of a hybrid battery-ultracapacitor energy storage for an urban electric vehicle. Eight Conference and Exhibition on Ecological Vehicles and Renewable Energies (EVER), 2013
• [17] Bard A. J., Faulkner L. R., Electrochemical methods: Fundamentals and Applications, Second Edition. John Wiley & Sons, (2001)
• [18] Bergveld H. J., Battery Management Systems - Design by Modelling. University Press Facilities. (2001), Eindhoven, pp. 55-67
• [19] Smith K., A., Rahn Ch., Wang Ch., Control oriented 1D electrochemical model of lithium-ion battery, Energy Conversion and Management, (48) 2007, 2565-2578
• [20] Prada E., Di Domenico D., Creff Y., Bernard J., Sauvant-Moynot V., A coupled 0D electrochemical ageing & electro-thermal Li-ion modeling approach for HEV/PHEV. IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, (2011)
• [21] Rahmoun A., Biechl H., Modelling of Li-ion batteries using equivalent circuit diagrams. Przegląd Elektrotechniczny, (88) 2012, nr 7b, pp. 152-156
• [22] Westerhoff U., Kurbach K., Lienesch F., Kurrat M., Analysis of Lithium-Ion Battery Models Based on Electrochemical Impedance Spectroscopy. Energy Technology, 4, (2016), 1620-1630
• [23] Ceraolo M., New Dynamical Models of Lead-Acid Batteries, IEEE Trans. On Power Systems, 15 (2000), n.4, 1184-1190
• [24] Burzynski D., Kasprzyk L., Modelling and simulation of lead-acid battery pack powering electric vehicle. E3S Web of Conferences, 14 (2017), doi: 10.1051/e3sconf/20171401041
• [25] Kasprzyk L., Modelling and analysis of dynamic states of the lead-acid batteries in electric vehicles. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability. (19) 2017, nr 2, 229-236, http://dx.doi.org/10.17531/ein.2017.2.10
• [26] Kasprzyk L., Bednarek K., Burzyński D., Symulacja pracy akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Przegląd Elektrotechniczny, 12 (2016), pp. 61-64
• [27] Vetter J., Novak P., Wagner M. R., Veit C., Möller K.-C., Besenhard J. O., Winter M., Wohlfahrt-Mehrens M., Vogler C., Hammouche A., Ageing mechanisms in lithium-ion batteries. Journal of Power Sources, 147 (2005), 269-281
• [28] Jossen A., Fundamentals of battery dynamics. Journal of Power Sources, 154 (2005), 530-538
• [29] Huria T., Ceraolo M., Gazzari J., Jackey R., High fidelity electrical model with thermal dependence for characterization and simulation of high power lithium battery cells. IEEE International, Electric Vehicle Conference (IEVC), 2012, doi: 10.1109/IEVC.2012.6183271

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).