一种基于频率正割角的铝空气电池输出性能优化方法技术

本发明专利技术提出了一种基于频率正割角的铝空气电池输出性能优化方法，包括：交流阻抗模型，得到三个点频率，通过仿真找到一条最优U

【技术实现步骤摘要】
一种基于频率正割角的铝空气电池输出性能优化方法

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[0001]本专利技术属于金属空气电池领域，涉及一种基于频率正割角的铝空气电池输出性能优化方法。

技术介绍
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[0002]从便携式电子产品到电动汽车载再到电网级储能，电池的应用越来越广泛，与此同时电池同样也面临着越来越多的挑战。金属/空气电池位于经典电池设计和现代燃料电池概念的交叉点，同时结合了两者的优点。锂空气电池、锌空气电池、镁空气电池和铝空气电池等金属空气电池对于未来的电动汽车很有前景，因为它们使用空气中的氧气作为电池的主要反应物之一，从而减轻了电池的重量。在锂、镁、钙、锌和铁等多种候选金属中，铝具有丰富的地球资源、低廉的价格、环境友好、容量和能量密度高、可回收性强等优点，被认为是极具潜力的能源载体。
[0003]铝空气电池的内阻受电池工作温度，电解液浓度等多个操作条件的影响，调节操作条件可以改变电池的内阻大小，从而改善电池的输出性能，电池内阻的大小需要通过实验进行测量，传统测量方法如断流法，在实验过程中需要切断电流，然而这个步骤危险并且操作难度大，不适合频繁在线测试；电化学阻抗法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于频率正割角的铝空气电池输出性能优化方法，其特征在于：通过交流阻抗模型，得到两个转折频率，选取最高频率点和两个频率转折点三个点，写出两个频率正割角的表达式，然后通过仿真找到一条最优的U
‑
I曲线，在此U
‑
I曲线对应的操作条件下建立输出功率和电流密度的关系，使用数学方法计算在最大功率点处的电流密度i
u
，最优转折频率f
1u
，f
2u
，最优频率正割角a
1u
，a
2u
，以此为优化指标调节电池电流密度为i
u
，在任意一组操作条件下向电池发射三个频率分别为最高频率，f
1u
和f
2u
的交流信号，通过检测电池阻抗信号并计算正割角a1，a2，不停调节操作条件，使a1，a2不断趋近于a
1u
，a
2u
，使得铝空气电池以最大功率运行，输出性能得到优化，具体步骤如下：步骤一：根据二阶RC等效电路，建立交流阻抗模型，从而得出两个转折频率f1和f2：式(1)中，R
f
是活化内阻，Ω
·
cm2；R
m
是欧姆内阻，Ω
·
cm2；R
d
是浓差内阻，Ω
·
cm2；C1，C2为极化电容，F；步骤二：选取两个测量点分别为最高频率点M1和转折频率点M2，分别计算他们的实部和虚部，取交流阻抗谱曲线与坐标轴实轴的左交点为M1点，其实部Z
R1
为R
m
，虚部Z
i1
为0，从步骤一可以看出，M2点的频率选择有两种情况：
①
当M2点选取转折频率f1时，此时对应的阻抗Z的实部和虚部分别为：
②
当M2点选取转折频率f2时，此时对应的阻抗Z的实部和虚部分别为：步骤三：通过M2、M1点...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫东，向志平，陈国泽，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：