本科生畢業設計（論文）開題報告學生姓名陳汝南導師姓名、職稱黃亮副教授所屬學院自動化學院專業班級電氣1007設計（論文）題目新能源儲能系統研究2014年2月26日開題報告填寫要求1開題報告應根據教師下發的畢業設計（論文）任務書，在教師的指導下由學生獨立撰寫。2開題報告內容填寫后，應及時打印提交指導教師審閱。3“設計的目的及意義”至少800漢字（外語至少500字），“基本內容和技術方案”至少400漢字（外語至少200字）。進度安排應盡可能詳細。4指導教師意見學生的調研是否充分基本內容和技術方案是否已明確是否已經具備開始設計（論文）的條件能否達到預期的目標是否同意進入設計（論文）階段1、目的及意義（含國內外的研究現狀分析）隨著現階段能源危機以及資源貧瘠的愈加嚴峻現狀，新能源的開發及利用擁有良好的發展前景；隨著常規能源的局限性以及能源發展與環境保護的矛盾日益明顯，以環保和可再生為特質的新能源越來越符合人們的發展需求，不可再生的資源和對環境有所污染的能源開發正在被可再生資源所替代；因此以新能源為基礎的新型材料的開發和新型技術的研發正逐步地深入發展，新能源一般是指在新技術的基礎上對可再生的資源進行開發利用，其中包括了常見的太陽能、風能、水能，還有生物質能、地熱能、潮汐能等。除了新能源的開發和技術研究之外，對于新能源所產生的能源儲存也需要引起技術人員的重視，儲能技術的發展在此同時也需要適應新能源的發展速度，儲能技術是指將電力資源轉化為其他形式的能量儲存起來，并且在外界需要能量時以電的形式釋放出來，因此不同的新能源所需要的儲能技術不用，目前全球儲能技術電能轉換存儲形態的不同可劃分為物理儲能、電磁儲能、電化學儲能和相變儲能四類，其中物理儲能主要包括抽水儲能，飛輪儲能和壓縮空氣儲能等；電磁儲能包括超導電磁儲能等；電化學儲能主要是指電池儲能（鉛酸蓄電池、鋰離子電池、鈉硫電池、全釩液流電池和鈉離子電池等類型）和超級電容器儲能等；相變儲能包括冷蓄冷、中高溫蓄熱儲能等。上述各種儲能方式皆有自身的優缺點和適用的場所，現如今最新最熱門的儲能方式是超導電磁儲能，因為其綜合效率最高，但是該項儲能技術的成本很高、其本身系統復雜且后期需要定期維護，所以暫時未能廣泛應用于人們生活當中；各項儲能技術中發展速度最快的莫過于電化學儲能技術，電池儲能技術是目前最為成熟可靠的儲能技術，電池儲能中的各不同類型的電池各自擁有其優缺點，而且在現在的生活中以電動汽車為主的利用電池儲能的代步工具正在穩步發展，以追求電池儲能的安全性、能量轉換的效率和經濟性同步提升。電池儲能技術中的鉛酸蓄電池儲能是人類最早使用的一種儲能技術，因其發展時間長，人類對其研究相對于其他類型的蓄電池也較為深入，所以這項技術較為成熟，原理也比較簡單，電極主要是由鉛及其氧化物組成，電解液是鉛酸溶液，通過化學反應實現充放電能，其反應式為（充電反應）422242SOHPBOHPBS（放電反應）S44鉛酸蓄電池的優點比較多，低廉的價格、高的回收利用率、好工作性能和較高的安全性等，同樣它也有比較明顯的缺點，可以根據上述的化學反應式可以推出鉛酸蓄電池在工作的過程中有鉛產生，而且其本身電極組成元素中含有鉛，因為鉛為重金屬，因此對于環境和人體都有一定的影響，同時鉛酸蓄電池的使用周期短，能量密度和功率密度低，而且需要經常性地對其維護，這些缺點就限制了鉛酸蓄電池的發展高度。近年來電池儲能中的鋰離子電池儲能技術興起速度較快，其應用了電化學中嵌入和脫嵌的反應原理來實現鋰離子在正負極間的移動，這個過程就是鋰離子電池的充放電過程，其反應式（正極反應）XELICOOILIX212（負極反應）XE（電池反應）XIII212鋰離子電池擁有較高的能量密度和綜合循環效率、輕巧的重量體積、無污染和寬泛的溫度適應范圍等優點，與鉛酸蓄電池相同，它也擁有比較明顯的缺點，就是其電池容量小和價格高昂，但是綜合對比來說，鋰離子電池還有很廣闊的發展前景，隨著對于鋰離子電池更加深入的研究和技術的逐步成熟，其成本會有所降低，所以鋰離子電池將是未來儲能技術發展的重點對象，在今后的生產生活中可能替代鉛酸蓄電池作為電動汽車的主要供應能源。除此之外，還有鈉硫電池、全釩液流電池和鈉離子電池等其他類型的電池儲能技術，它們各自有著不同的優缺點，因此在選擇電池儲能的同時需要根據不同的環境和需要達到的儲能效果選擇不同的電池儲能技術，電池儲能系統在儲能系統中的應用前景將越來越廣泛，因此電池儲能技術的研究也將面臨很多在應用中所需要解決的技術難題。2、研究（設計）的基本內容、目標、擬采用的技術方案及措施本次研究主要目的是研究新能源儲能系統，在上述的第一階段中，通過查詢和閱讀相關的資料，分析了各種儲能技術并且對其優缺點進行了相應的對比，大致了解了在不同的場合中選取的儲能方式的差異，結合老師所給的任務書，選擇了電池儲能中的鋰離子電池作為研究的基礎，研究包括了電池的模型建立、特性的研究、SOC的估算以及對電池充放電的管理。為了能夠更好地利用電池中的能量，延長電池的使用壽命，我們需要針對不同的應用場合，采用不同功能的電池管理系統，當然，很多基礎性的管理系統是一致的，比如電池剩余電量的估計、電池所處環境的溫度和濕度的監控以及電池自身的電壓和電流的監測等等。首先根據電池的基本組成進行建模的設計，確定模型參數之后對其進行仿真，得出仿真結果，根據仿真結果研究電池的特性；然后建立一個基礎的電池管理系統的基本功能框圖，對每個模塊做相應的簡單介紹，之后著重描述對于電池剩余電量SOC的估算方法和電池充放電管理，其中電池SOC估算可以采用一種或多種方法進行估算。3、進度安排13周調研、查閱資料、結合畢業設計任務書，確定總體方案,完成開題報告；46周結合相關資料，查詢鋰離子電池的電池建模設計，特性研究，電池SOC的估算方法并充放電管理，查詢相應的電池廠商，對比不同廠商電池的不同特性；712周利用MATLAB軟件對鋰離子電池進行建模設計，對比不同廠商的電池特性，選出性能較為優秀的鋰離子電池，采用權威的SOC估算方法對電池進行電量估算，選擇良好的電池管理系統；1314周撰寫并完善論文，提出答辯申請；15周準備論文答辯。4、參考文獻1林飛,杜欣電力電子應用技術的MATLAB仿真中國電力出版社，20092陳堅,康勇電力電子學電力電子變換和控制技術高等教育出版社20113樂浪,李格臣,朱磊卡爾曼濾波在電池檢測中的應用J電源技術,2006琛電動汽車管理系統設計J汽車電子技術,2011,38378805黎繼剛鋰離子動力電池管理系統的研究與實現D浙江理工大學,20106黃文華,韓曉東,陳全世,林成濤電動汽車SOC估計算法與電池管理系統的研究J汽車工程,2007,2931982027鐘靜宏電動汽車電池組管理系統研究及實現J電源技術,2006,30119259288邵海月,鐘志華,何麗萍等電動汽車動力電池模型和SOC預測方法電源技術,20049劉保杰,王艷,殷天明電動汽車電池管理系統J電氣自動化,2010,321606210何仕品,朱建新鋰離子電池管理系統及其均衡模塊的設計與研究J汽車工程,200931544444711張慶,李革臣鋰離子電池充放電特性的研究J自動化技術與應用,2008,271210710912顧灶德電動汽車鋰電池管理系統D江蘇大學,201013張利,朱雅俊,劉征宇鋰離子電池SOC與模型參數聯合估算研究J電子測量與儀器學報,2012,26432032414王育飛,王輝等儲能電池及其在電力系統中的應用J上海電力學院學報,2012,28541915王德明,顧劍等電能存儲技術研究現狀與發展趨勢J化工自動化及儀表,2012,739838839