基于分数阶理论的车用锂离子电池建模及荷电状态估计 被引量：39

1

作者 刘树林 崔纳新 +1 位作者 李岩 张承慧 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期189-195,共7页

针对电动汽车动力锂离子电池的状态估计问题,提出一种基于分数阶等效电路建模方法,并采用分数阶卡尔曼滤波算法估计电池荷电状态(SOC)。首先建立基于二阶等效电路的分数阶电池模型,采用遗传算法辨识阶数,然后利用分数阶卡尔曼滤波算法... 针对电动汽车动力锂离子电池的状态估计问题,提出一种基于分数阶等效电路建模方法,并采用分数阶卡尔曼滤波算法估计电池荷电状态(SOC)。首先建立基于二阶等效电路的分数阶电池模型,采用遗传算法辨识阶数,然后利用分数阶卡尔曼滤波算法估计电池SOC,并与扩展卡尔曼滤波算法进行比较。实验结果表明,在恒流放电下采用分数阶模型,其端电压最大绝对误差为0.014V,SOC最大估计误差不超过2%。本文提出的基于二阶等效电路的分数阶模型及分数阶卡尔曼滤波算法,不仅给出了一种准确、可靠的建模方法,而且为有效提高电池管理系统中SOC估计的准确性提供了途径。 展开更多

关键词 分数阶理论 锂离子电池建模 分数阶卡尔曼滤波算法 荷电状态估计

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基于Bezier函数的光伏电池建模 被引量：16

2

作者 师楠 周苏荃 +1 位作者 李一丹 朱显辉 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期2195-2200,共6页

以单二极管电路模型为基础,推导了仅包含串、并联电阻和二极管品质因子的光伏电池三参数数学模型,并对其进行迭代法求解,利用求解结果对光伏电池输出I-U(电流-电压)曲线的关键点进行灰色关联度分析,确定了串、并联电阻和二极管品质因子... 以单二极管电路模型为基础,推导了仅包含串、并联电阻和二极管品质因子的光伏电池三参数数学模型,并对其进行迭代法求解,利用求解结果对光伏电池输出I-U(电流-电压)曲线的关键点进行灰色关联度分析,确定了串、并联电阻和二极管品质因子是影响曲线特性的主要因素。在此基础上,提出了光伏电池的Bezier函数建模方法,该方法利用最大功率点代替难以获取的串、并联电阻和二极管品质因子等参数,结合开路电压和短路电流点,借助二阶Bezier函数对光伏电池的输出特性进行拟合。在标准测试条件下对2种不同光伏组件进行建模仿真,将仿真结果与实测结果进行对比,结果验证了所建模型的有效性。讨论了任意条件下Bezier函数在光伏电池输出特性曲线拟合中的应用,以为光伏电池的建模提供参考。 展开更多

关键词 光伏电池建模 灰色关联度 Bezier函数 电流-电压曲线 最大功率点

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锂离子电池建模及其参数辨识方法研究 被引量：70

3

作者 陈息坤 孙冬 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第22期6254-6261,共8页

建立精确的锂电池动态模型是保证锂电池储能系统安全、可靠运行的前提,针对建模过程中检测量伴有不确定性噪声信号以及最小二乘法出现数据饱和、辨识参数有偏差等问题,基于锂电池RC等效电路,提出采用偏差补偿最小二乘法在线辨识模型参数... 建立精确的锂电池动态模型是保证锂电池储能系统安全、可靠运行的前提,针对建模过程中检测量伴有不确定性噪声信号以及最小二乘法出现数据饱和、辨识参数有偏差等问题,基于锂电池RC等效电路,提出采用偏差补偿最小二乘法在线辨识模型参数,与常规最小二乘法进行对比研究;依据3种常用锂电池开路电压测试方法,设计6个典型OCV测试实验,研究基于分段三次Hermite插值法的开路电压曲线辨识问题。实验结果表明:基于偏差补偿的最小二乘法具有较好的算法收敛性,所建模型精度更高、性能较好,验证了此方法的可行性和有效性;对比分析不同开路电压测试方法及其曲线建模性能,建模性能相当、耗时较少、可实现性较好的恒流充放电间歇法是最优之选。 展开更多

关键词 锂电池建模 模型参数辨识 开路电压 偏差补偿最小二乘法 分段三次Hermite插值

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基于Modelica的电动汽车电池建模与仿真 被引量：6

4

作者 黄锡昌 宗志坚 +1 位作者 陈承鹤 查鸿山 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2012年第5期2073-2077,共5页

为了实时仿真电动汽车电池组的动态性能,应用Modelica多领域建模语言建立描述电池组的PNGV等效电路模型。通过电池的动态充放电性能实验标定电池组模型的电阻、电容等参数,并利用Dymola多领域仿真软件进行性能参数求解。将该电池模型应... 为了实时仿真电动汽车电池组的动态性能,应用Modelica多领域建模语言建立描述电池组的PNGV等效电路模型。通过电池的动态充放电性能实验标定电池组模型的电阻、电容等参数,并利用Dymola多领域仿真软件进行性能参数求解。将该电池模型应用在电动汽车整车的仿真分析中,实验结果表明,该模型准确度高,能实时地仿真电动汽车的动力性能。该电池组建模方法实现简单且便于扩展,可以为电动汽车的产品设计、系统性能分析提供有效的解决办法。 展开更多

关键词 电动汽车 计算机仿真 电池建模 多领域建模语言 脉冲电池试验

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基于模拟退火算法的燃料电池建模 被引量：10

5

作者 仲志丹 朱新坚 曹广益 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期398-400,共3页

提出了一种基于模拟退火算法的优化建模方法,描述了模拟退火算法在燃料电池建模研究中的应用。结果表明,这种方法建立的数学模型和实验数据之间能够达到很高的拟合精度,平均平方误差为0.000 3%,相关系数达99.9%,接近最优结果。

关键词 燃料电池建模 质子交换膜燃料电池 模拟退火算法

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基于搜寻者优化算法的燃料电池建模 被引量：2

6

作者 李奇 戴朝华 +2 位作者 陈维荣 贾俊波 韩明 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期525-527,549,共4页

基于连续空间群体智能的搜寻者优化算法(SOA),提出了一种新的优化燃料电池模型的方法,并将其用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的极化曲线模型,以得到最优参数。实验结果表明,这种优化建模方法使数学模型和实验数据之间达到了较高的拟合精... 基于连续空间群体智能的搜寻者优化算法(SOA),提出了一种新的优化燃料电池模型的方法,并将其用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的极化曲线模型,以得到最优参数。实验结果表明,这种优化建模方法使数学模型和实验数据之间达到了较高的拟合精度,对于优化建模具有明显的优越性。 展开更多

关键词 燃料电池建模 搜寻者优化算法 质子交换膜燃料电池 全局优化

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电池系统建模与系统管理——评《电池建模与电池管理系统设计》 被引量：2

7

作者 王燕 王红云 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期451-452,共2页

随着科学技术的发展,电池的应用范围越来越广泛。在各类应用中,电池常作为一种关键部件,因此需要具有较好的性能和较长的使用寿命。这也是电池研究者一直追求的目标。电池建模是电池管理的重要组成部分,研究设计要基于不同电池特性来建... 随着科学技术的发展,电池的应用范围越来越广泛。在各类应用中,电池常作为一种关键部件,因此需要具有较好的性能和较长的使用寿命。这也是电池研究者一直追求的目标。电池建模是电池管理的重要组成部分,研究设计要基于不同电池特性来建立不同的模型,使电池与模型之间有较好的匹配。建立精确的电池模型,能起到较好的仿真效果,能对电池放电状态进行有效地监控,对不同参数进行准确的辨认估计,还能预防并诊断故障。 展开更多

关键词 电池特性 电池模型 电池管理系统 系统管理 诊断故障 系统建模 电池放电 电池建模

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基于Simscape的锂电池建模与仿真研究 被引量：1

8

作者 崔津滔 曾庆东 +1 位作者 王天利 李晓龙 《农业装备与车辆工程》 2015年第11期31-35,共5页

研究分析了一种基于Simscape的锂电池建模方法。通过Simscape语言建立一阶RC等效电路模型中各个组件的物理模型,然后在Simulink环境中按照等效电路中各组件的物理连接关系搭建锂离子电池的一阶RC等效电路模型,模型将考虑温度对电池的影... 研究分析了一种基于Simscape的锂电池建模方法。通过Simscape语言建立一阶RC等效电路模型中各个组件的物理模型,然后在Simulink环境中按照等效电路中各组件的物理连接关系搭建锂离子电池的一阶RC等效电路模型,模型将考虑温度对电池的影响。模型中各组件的参数辨识将通过混合脉冲功率测试实验(HPPC)以及数值优化方法完成。模型验证结果表明,该方法所建模型能够准确地反映电池的动静态特性。 展开更多

关键词 锂电池 计算机仿真 电池建模 Simscape

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锂离子电池建模现状研究综述 被引量：24

9

作者 李建林 屈树慷 +1 位作者 黄孟阳 马速良 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1-7,共7页

随着新能源装机规模的逐年递增,电网对储能系统的辅助服务需求日益加重,合理地大规模集成储能电池单元,并通过电池管理系统进行有序控制是未来储能系统应用发展的关键。但由于目前对储能电源模型的研究远远滞后于实际工程需求,因此建立... 随着新能源装机规模的逐年递增,电网对储能系统的辅助服务需求日益加重,合理地大规模集成储能电池单元,并通过电池管理系统进行有序控制是未来储能系统应用发展的关键。但由于目前对储能电源模型的研究远远滞后于实际工程需求,因此建立精准的电池模型是电池管理的迫切需要。本文在对比储能现有模型分类的基础上,通过对相关电池建模资料的梳理,分析了电化学模型、黑箱模型与等效电路模型的优缺点与应用场景,重点比对了单体电池的Rint、Thevenin、PNGV等多种等效电路建模方法,并阐述了不同单体模型在多种应用场景下的优势和局限性;同时对电池模组串并联顺序以及电池单体的不一致性影响进行了讨论,可为电池模组化和大规模储能系统应用的性能评估与发展提供参考。 展开更多

关键词 锂离子电池 电池建模 电池模组 不一致性 等效电路

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基于Modelica的钛酸锂电池建模 被引量：1

10

作者 冯全克 付磊 +1 位作者 刘森 闫一凡 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第4期522-526,共5页

钛酸锂电池使用Li4Ti5O12(LTO)代替石墨作为阳极材料,拥有优异的倍率特性,有望在电动车辆中得到广泛应用。但当描述钛酸锂电池在大倍率充放电条件下的外特性时,常用的电池模型有较大误差。基于Butler-Volmer方程提出了适用于钛酸锂电池... 钛酸锂电池使用Li4Ti5O12(LTO)代替石墨作为阳极材料,拥有优异的倍率特性,有望在电动车辆中得到广泛应用。但当描述钛酸锂电池在大倍率充放电条件下的外特性时,常用的电池模型有较大误差。基于Butler-Volmer方程提出了适用于钛酸锂电池的模型,并用Modelica语言进行建模与仿真,对所提出的电池模型进行了评估,实验结果与模型仿真结果有良好的一致性,最大电压误差低于2%。 展开更多

关键词 电池建模 计算机仿真 钛酸锂电池 MODELICA

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动力电池建模理论与管理系统算法——评《动力电池管理系统核心算法》 被引量：1

11

作者 任长安 黄银珍 +1 位作者 罗庆云 黎昂 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期360-361,共2页

汽车作为社会发展的支柱产业,不仅给我们的生活带来了便利,而且还带动了全球的文化交流和贸易往来。传统汽车使用最多的是化石燃料,在给环境带来污染的同时也消耗了大量的不可再生资源。全球的能源危机不断加重,在这种形势下,改组汽车... 汽车作为社会发展的支柱产业,不仅给我们的生活带来了便利,而且还带动了全球的文化交流和贸易往来。传统汽车使用最多的是化石燃料,在给环境带来污染的同时也消耗了大量的不可再生资源。全球的能源危机不断加重,在这种形势下,改组汽车动力系统,即生产新能源汽车迫在眉睫。所谓新能源汽车,目前使用最多的就是安装动力电池系统的汽车。这种电动汽车依靠蓄电池放电来带动汽车工作,具有安全环保、节省资源的优点,具有广阔的发展前景。针对此类电动汽车的特点,《动力电池管理系统核心算法》一书做了详细的介绍,可作为相关领域技术人员的学习用书,具有极大的参考价值。 展开更多

关键词 电池建模 动力电池管理系统 《动力电池管理系统核心算法》 卡尔曼滤波法 安时积分法 系统算法 核心算法

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考虑弛豫过程的锂离子电池电-热-老化耦合建模

12

作者 耿陈 彭乔 +4 位作者 孟锦豪 刘天琪 曾雪洋 陈刚 李燕 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第3期33-39,共7页

为提高锂离子电池建模精度,提出了一种考虑弛豫过程的锂电池电-热-老化耦合建模方法。基于电池测试数据,辨识Thevenin等效电路模型参数,建立不同荷电状态与健康状态下的锂电池模型多维参数库。考虑传统Thevenin模型采用固定时间常数,导... 为提高锂离子电池建模精度,提出了一种考虑弛豫过程的锂电池电-热-老化耦合建模方法。基于电池测试数据,辨识Thevenin等效电路模型参数,建立不同荷电状态与健康状态下的锂电池模型多维参数库。考虑传统Thevenin模型采用固定时间常数,导致电池模型在弛豫时间段端电压的拟合效果较差,采用变时间常数方法优化电池弛豫期间的端电压响应。在热表征方面,在不同电流倍率下均辨识了电池的热模型参数。实验结果表明,所提出的模型能够精确反映锂电池在多种运行条件下的端电压、温度和健康状态。 展开更多

关键词 锂离子电池 电池建模 Thevenin模型 电-热-老化耦合模型 弛豫模型

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基于析气现象的锂电池系统建模 被引量：12

13

作者 周苏 胡哲 +1 位作者 陈凤祥 张传升 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期134-138,共5页

基于析气现象和热力学原理对锂电池系统在临界和非临界情况下的动力学特性进行了较为细致的研究,建立了以荷电状态(SOC,State of Charge)、温度、开路电压和内阻为状态变量的系统动力学模型并应用Matlab/Simulink软件实现了相应的动态... 基于析气现象和热力学原理对锂电池系统在临界和非临界情况下的动力学特性进行了较为细致的研究,建立了以荷电状态(SOC,State of Charge)、温度、开路电压和内阻为状态变量的系统动力学模型并应用Matlab/Simulink软件实现了相应的动态仿真。仿真结果表明,该模型不仅能反映锂电池在非临界情况下的动力学特性,而且在一定程度上还能较为准确地描述临界情况的非线性动力学特性。 展开更多

关键词 锂电池建模 析气现象 热力学模型 荷电状态 系统仿真

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考虑离子扩散的全钒液流电池等效电路建模 被引量：7

14

作者 尹丽 李欣然 +2 位作者 户龙辉 雷博 李龙桂 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2015年第9期36-41,共6页

为了实现全钒液流电池运行特性的准确数字仿真,从全钒液流电池的工作机理出发,考虑电池离子扩散作用,基于Matlab/Simulink仿真工具建立了全钒液流电池的等效电路仿真模型。分别在开路、循环充放电和暂态过程3种状态下进行了大量仿真计算... 为了实现全钒液流电池运行特性的准确数字仿真,从全钒液流电池的工作机理出发,考虑电池离子扩散作用,基于Matlab/Simulink仿真工具建立了全钒液流电池的等效电路仿真模型。分别在开路、循环充放电和暂态过程3种状态下进行了大量仿真计算,研究分析了各价态钒离子浓度随时间和充放电次数的变化规律,以及离子扩散作用对电池外特性和电池容量的影响,验证了模型的有效性与实用性。考虑离子扩散作用的建模研究对全钒液流电池的运行控制与管理、改善电池自身性能、提高电池运行效率以及电网仿真计算均具有较高的工程实用指导价值。 展开更多

关键词 全钒液流电池 离子扩散 电池建模 仿真 等效电路

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一种充放电双时间常数动力锂电池的建模与仿真 被引量：3

15

作者 洪剑锋 庞尔江 +1 位作者 单晓宇 陈文芗 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期364-367,共4页

根据动力锂离子电池充放电特性建立了一种采用快慢电容回路模拟充放电双时间常数动力锂电池的电池模型.详述了模型建立的理论推导过程,经仿真表明,该模型能够准确地反映动力锂电池充电及放电特性以及荷电状态(SOC)的动态变化.

关键词 动力锂离子电池 电池荷电状态 电池建模

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电动汽车电池测试系统建模与仿真 被引量：1

16

作者 俞聪 姚维 王子敬 《机电工程》 CAS 2013年第7期862-865,877,共5页

针对电动汽车运行过程中产生的谐波会造成电池放电不均匀及导致电池使用寿命减短的问题,为了快速地测试不同电感电容对直流母线谐波的抑制效果,在Simulink下搭建了以电池模型为核心的电池测试系统模型。通过对现有3种常用电池等效电路... 针对电动汽车运行过程中产生的谐波会造成电池放电不均匀及导致电池使用寿命减短的问题,为了快速地测试不同电感电容对直流母线谐波的抑制效果,在Simulink下搭建了以电池模型为核心的电池测试系统模型。通过对现有3种常用电池等效电路模型的对比和二阶RC模型的分析,详细描述了电池二阶RC模型中各个部分的作用。采用电池实际放电时采集到的数据,通过最小二乘法对电池开路电压与SOC之间非线性关系进行了曲线拟合,同时对等效电路中的电阻电容参数进行了辨识;介绍了矢量控制算法的原理并采用该控制算法对电机驱动系统进行了建模;最后,建立了整个系统的模型,并设计了两个实验进行了验证。实验结果表明,从所建立的电池测试系统模型得到的数据与实际系统得到的数据相似,该模型可以用来仿真电动汽车运行实际电路。 展开更多

关键词 电池建模 电动汽车 参数辨识

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面向调频的锂电池储能建模及仿真分析 被引量：32

17

作者 李建林 郭兆东 +1 位作者 曾伟 熊俊杰 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2022年第13期33-42,共10页

“双碳”目标的提出,确定了我国能源转型的战略方向,给可再生能源并网提供了契机和动力。但随着高比例的可再生能源发电并网,新型电力系统频率波动特性及调控趋于复杂,调频难度进一步增大,以至于传统调频方式无法满足新型电力系统调频需... “双碳”目标的提出,确定了我国能源转型的战略方向,给可再生能源并网提供了契机和动力。但随着高比例的可再生能源发电并网,新型电力系统频率波动特性及调控趋于复杂,调频难度进一步增大,以至于传统调频方式无法满足新型电力系统调频需要,而锂电池储能因具有充放电功率快速、精准的特性,可以解决以上问题。因此,以锂电池储能戴维南等效模型为基础,建立了一个考虑容量衰减、环境温度、电流倍率等影响的电池单体的改进模型。同时给出了模型参数的辨识方法以及辨识理论和其他方面对参数的影响,根据这些因素构成了一种面向调频的锂电池SOC的估计方法。最后通过Matlab的仿真对储能电池的模型进行了验证。仿真表明,该模型准确性较高,可以实现对储能锂电池的SOC等特性的实时估计。 展开更多

关键词 电池建模 储能调频 新型电力系统 可再生能源 仿真

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模型差异性混合储能系统建模及功率分配

18

作者 桑丙玉 杨波 +1 位作者 李克成 陶以彬 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期433-441,共9页

该文从锂电池和燃料电池的混合储能特性出发,针对已有文献的拓扑结构,对比选取适用于功率分配的混合储能拓扑模型和建模方法,并在组合过程中通过分析选取最合适的变换方式组成混合储能模型,最后通过仿真验证所提模型可在进行功率分配的... 该文从锂电池和燃料电池的混合储能特性出发,针对已有文献的拓扑结构,对比选取适用于功率分配的混合储能拓扑模型和建模方法,并在组合过程中通过分析选取最合适的变换方式组成混合储能模型,最后通过仿真验证所提模型可在进行功率分配的前提下提高储能系统荷电状态偏移,延长储能系统寿命。 展开更多

关键词 储能系统 锂电池 质子交换膜燃料电池 电池建模 功率分配

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储能用锂离子电池电热耦合模型研究进展 被引量：9

19

作者 吕杰 王敬翰 +1 位作者 宋文吉 冯自平 《电池》 CAS 北大核心 2023年第6期668-672,共5页

高精度的电池模型是提升电池管理系统工作效率的关键,对于实现电池系统状态评估、寿命预测和健康运行具有重要意义。归纳和总结锂离子电池性能、温度非均匀特性和锂离子电池电热耦合模型构建方法及存在的问题。目前尚缺乏针对大规模储... 高精度的电池模型是提升电池管理系统工作效率的关键,对于实现电池系统状态评估、寿命预测和健康运行具有重要意义。归纳和总结锂离子电池性能、温度非均匀特性和锂离子电池电热耦合模型构建方法及存在的问题。目前尚缺乏针对大规模储能电池全生命周期、复杂结构和环境因素条件下电热互动机制研究。基于经验方程和基于电池内部机理的电池热分析模型,存在计算速度慢、精度低和通用性差等问题。基于数据驱动的模型是一种更加高效的电池热学模型构建方法。在电池组层面,大多基于串并联方式和电池状态参数构建模型,不能准确模拟电流和环境温度非均匀条件下电池动态特性。依据储能电池系统复杂结构和环境特点,提高模型计算速度和精度成为下一步研究方向。 展开更多

关键词 锂离子电池 电池建模 电热耦合 数据驱动 电池管理系统

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基于泰勒函数的太阳电池通用模型研究 被引量：1

20

作者 邓士锋 张臻 +1 位作者 吴军 全鹏 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2851-2855,共5页

基于太阳电池等效模型，运用泰勒公式进行降幂求解，使太阳电池工作电流和工作电压之间的关系呈显性函数。在标准测试条件下，对太阳电池和组件进行建模仿真，将仿真结果与实测结果进行对比，最大工作点基本与厂家提供的参数重合，偏差... 基于太阳电池等效模型，运用泰勒公式进行降幂求解，使太阳电池工作电流和工作电压之间的关系呈显性函数。在标准测试条件下，对太阳电池和组件进行建模仿真，将仿真结果与实测结果进行对比，最大工作点基本与厂家提供的参数重合，偏差度在2％以内，结果验证了模型的有效性和可行性。在此基础上建立太阳电池、组件和适用于任意遮不均匀光照和温度分布情况下光伏阵列的通用模型。 展开更多

关键词 泰勒函数 太阳电池建模 不均匀光照 I-V特性

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