search query: @supervisor Ovaska, Seppo / total: 64
reference: 26 / 64
« previous | next »
Author:Hentunen, Ari
Title:Electrical modeling of large lithium-ion batteries for use in dynamic simulations of electric vehicles
Suurien litiumioniakkujen sähköinen mallintaminen sähköajoneuvojen dynaamisia simulointeja varten
Publication type:Licentiate thesis
Publication year:2012
Pages:[8] + 69      Language:   eng
Department/School:Sähkötekniikan laitos
Main subject:Tehoelektroniikka   (S-81)
Supervisor:Ovaska, Seppo
Instructor:Suomela, Jussi
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  583   | Archive
Keywords:lithium-ion battery
dynamic model
electrical equivalent circuit
open-circuit voltage
terminal voltage
state-of-charge
litiumakku
dynaaminen malli
sähköinen sijaiskytkentä
avoimen piirin jännite
napajännite
varaustila
Abstract (eng): During the development of electric vehicles and non-road mobile machinery (NRMM), dynamic system-level simulations are utilized to validate the design and the sizing of components as well as to validate the control software.
The model of a battery needs to predict e.g. the open-circuit voltage, terminal voltage, and state-of-charge under various load profiles.
Electrical battery models are commonly used, because they are simple and computationally light but still provide good accuracy.
Despite the simplicity and low number of parameters, the complex behaviour of electrochemical batteries still makes the parameter extraction a tedious process.

This thesis presents a versatile electrical battery model for large lithium-ion (Li-ion) batteries that can be used in dynamic simulations of electric vehicles and NRMM.
A set of experiments and a methodology to extract the parameters of the model are described in detail.
The parameters are extracted using data from pulse-discharge and pulse-charge experiments, which can be made with a battery cell, module or pack.
The presented model can be used for any Li-ion chemistry.
The model predicts accurately the state-of-charge, terminal voltage, open-circuit voltage, state-of-health, and power losses for arbitrary discharge and charge current profiles.
It also takes temperature, current-rate, calendar-life, and cycle-life effects into account in an easy and intuitive manner.

A commercial Li-ion polymer battery with lithium-nickel-manganese-cobalt-oxide cathode and graphite anode is used in the experiments.
Model parameters are extracted from the experimental data.
The model is validated with independent experiments by using a more realistic hybrid electric NRMM current profile, which is formed from a measured power profile of a real underground mining loader under a typical duty cycle in a test mine.
The simulation results show very good agreement with the experiments.
Abstract (fin): Sähköajoneuvojen ja sähköisten työkoneiden kehitystyön aikana dynaamisia järjestelmätason simulointeja käytetään yleisesti suunnittelun ja komponenttien mitoituksen tukena sekä ohjausohjelmiston validoinnissa.
Näitä tarkoituksia varten simuloinneissa käytettävän akkumallin tulee ennustaa esim. avoimen piirin jännite, napajännite ja varaustila kaikenlaisille kuormituksille.
Tähän tarkoitukseen käytetään usein sähköisiä akkumalleja, koska ne ovat yksinkertaisia ja laskennallisesti kevyitä, mutta silti tarkkoja.
Mallin yksinkertaisuudesta huolimatta mallin parametrien määrittäminen on työlästä, koska akut ovat sähkökemiallisia järjestelmiä, joiden käyttäytyminen riippuu mm. varaustasosta ja lämpötilasta.

Tässä lisensiaatintutkimuksessa esitellään monipuolinen sähköinen akkumalli, jota voidaan käyttää sähköajoneuvojen ja sähköisten työkoneiden dynaamisiin simulointeihin.
Työssä esitetään menetelmä, jonka avulla mallin parametrit voidaan määrittää yksinkertaisten pulssimuotoisten kuormitus- ja lataustestien avulla.
Testit voidaan tehdä kennolle, moduulille tai kokonaiselle akkupaketille.
Mallirakenne ja parametrisointimenetelmä soveltuvat kaikkien litiumioniakkukemioiden karakterisoimiseen.

Akkumalli ennustaa kaikenlaisille virtaprofiileille varaustason, napajännitteen, avoimen piirin jännitteen, akun kunnon sekä tehohäviöt.
Malli huomioi lämpötilan, virran suuruuden, virran suunnan, kalenteri-iän ja sykli-iän vaikutukset.
Kokeellisissa testeissä on käytetty kaupallista Kokamin valmistamaa litiumionipolymeeriakkua, jonka katodimateriaalina on litium-nikkeli-mangaani-kobolttioksidi ja anodimateriaalina grafiitti.
Mallin parametrit on määritetty kokeellisesta datasta ja malli on validoitu käyttämällä erillisiä validointitestejä.
Validointitestien tehoprofiili on määritetty maanalaisen kaivoskoneen mitatusta datasta, jossa kone suoritti testikaivoksessa kaivoskoneelle tyypillisen työsyklin.
Testeissä saadut mittaustulokset vastaavat erittäin hyvin simulointituloksia.
ED:2012-06-21
INSSI record number: 44700
+ add basket
« previous | next »
INSSI