蓄电池双向充放电控制策略研究
新能源电池储能系统的充放电控制策略研究
新能源电池储能系统的充放电控制策略研究随着能源危机的不断加深以及对环境保护的日益重视，新能源的开发和利用已成为一个全球性的热门话题。
其中，电池储能系统作为一种重要的新能源储备形式，在可再生能源领域扮演着重要角色。
然而，电池储能系统的充放电控制是一个复杂的问题，需要综合考虑多个因素才能制定有效的策略。
首先，充电控制策略是电池储能系统中的关键问题。
在充电时，需要确保电池的安全性和充电效率。
充电时，电池的温度、电量以及充电速率等因素都需要被综合考虑。
过高的温度可能会导致电池的寿命缩短，而过低的温度则会影响充电效果。
此外，过快和过慢的充电速率都会对电池的寿命产生不良影响。
因此，合理制定充电控制策略，使得电池在充电过程中能够保持在一个合适的温度范围内，并以适当的速率进行充电，对提高电池储能系统的效率和寿命至关重要。
另一方面，放电控制策略也是电池储能系统中的重要问题。
在放电时，需要根据不同的需求制定相应的放电策略。
对于家庭用电来说，放电策略通常需要考虑电力消耗的峰谷差异以及用户的用电需求。
同时，对于电网应用来说，如何合理调度电池储能系统的放电策略，以提高电网的稳定性和调峰能力也是一个亟待解决的问题。
此外，在应对突发事件时，如何制定合理的放电策略，使电池能够在最短时间内提供最大能量输出，也是需要研究的重点之一。
除了充放电控制策略，还需要研究电池储能系统的管理和优化策略。
管理策略包括电池的状态估计与预测，有助于提高电池的利用率和可靠性。
而优化策略则需要综合考虑电池储能系统与其他能源设备的联合运行，并结合电网的工作情况，最大程度地利用电池的储能能力，并实现对电网的支持。
此外，还需要考虑电池的寿命管理策略，通过合理设置充电和放电策略，延长电池的使用寿命，提高系统的可持续性。
综上所述，新能源电池储能系统的充放电控制策略研究是一个复杂而重要的问题。
在制定策略时，需要综合考虑电池的安全性、效率以及充放电速率等多个因素，并且还需要结合电池储能系统与其他能源设备的协同工作，实现对电网的支撑和调控。
V2G_模式下的电动汽车充放电控制思路探究与讨论
AUTO TIME91NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车电动汽车在安全行驶过程中，需要电池提供充足的电能，而电池是一种储能元件，能够从系统吸取电能，并在电网负荷处于高峰的状态下，可以借助V2G 技术将能量安全输送给系统。
因此，在V2G 模式下，主动探究电动汽车充放电控制思路，创新其控制策略，有效引导用户有序进行电动汽车的充放电，对提高电网运行的安全稳定性、接纳可再生能源的能力具有十分重大的现实意义。
1 V2G 技术阐述1.1 概念V2G 技术主要是借助电气、计算机、通信等多个学科的专业知识和技能，实现电动汽车和电网互动。
当电动汽车为空闲状态时，借助相应的蓄电池，有效储存能量，在智能电网的联通下完成削峰填谷，促进电动汽车有序充放电。
基于V2G 模式下电动汽车电池作为储能单元，当其电量低于电网负荷时，借助电网能量流动，为电动汽车补充电量，促进其安全稳定运行。
当电网负荷较高时，电动汽车处于空闲状态，借助相关电子设备反馈将电能有效输送给电网。
当电动汽车不运行时和电网有效连接，当其达到相应数量的情况下，可以将这些电动汽车的蓄电池当作分布式储能单位，完成电网的基础服务。
电动汽车和电网之间，借助多种方式进行联通，并在相对应的连接系统平台内，电能可以向电网有效转换部分火力发电、风能发电等部分可再生新能源的转换，促进两者之间的能量有效流动和利用[1]。
电动汽车用户可以在电价低时，呼延洪雷达新能源汽车（浙江）有限公司 浙江省杭州市 311243摘 要： 电动汽车属于动态负荷，充电行为的随机性较强，对电网具有较大影响。
当电动汽车大规模无序充电的过程中，在很大程度上降低了电网运行的安全可靠性。
因此，人们要积极探索科学有效的控制措施，控制电动汽车有序充放电，改善相应区域电网的负荷特性，确保电网运行的稳定性、经济性。
基于此，本文首先对V2G 技术进行了阐述，然后分析了V2G 双向充放电装置的基本结构，提出相应的控制策略，最后深入探究V2G 控制系统的设计。
基于SVPWM技术的双向蓄电池充放电系统设计
基于SVPWM技术的双向蓄电池充放电系统设计
王家校
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】2017(054)001
【摘要】针对传统蓄电池充放电系统采用直流开关电源加电阻箱以及晶闸管相控等的缺点,设计了一种可双向工作、且高效率、高功率因数的系统.该系统主要由三相VSR和DC/DC变换器两部分.当需要对蓄电池充电时,DC/DC变换器就工作于降压方式,将VSR输出电压降为合适的电压对蓄电池充电;当蓄电池需要放电
时,DC/DC变换器就工作于升压方式,将蓄电池能量通过VSR逆变,再经变压器升压和滤波后回馈电网.最后通过设计的样机进行测试.结果表明,能根据需要实现充放电状态或者人工进行转变,特别在实现能量双向流动的同时,网侧电流波形得到正弦波控制和网侧功率因数接近1.
【总页数】6页(P123-128)
【作者】王家校
【作者单位】杭州士兰微电子股份有限公司,杭州310000
【正文语种】中文
【中图分类】TM464
【相关文献】
1.基于三电平双向逆变器的蓄电池充放电控制系统设计 [J], 陈雪亮;李晓英
2.基于双向变流技术的蓄电池充放电装置 [J], 张仕彬;林仲帆;杜贵平;刘多亮
3.能量双向流动的蓄电池充放电系统设计 [J], 史永胜;高婧茹;刘言新
4.电力机车用蓄电池充放电装置SVPWM技术的研究 [J], 邓木生;瞿遂春;肖强晖
5.SVPWM技术在蓄电池充放电装置中的应用 [J], 吴昇;王清灵
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蓄电池储能双向DCDC变换器研究
蓄电池储能双向DCDC变换器研究一、摘要随着能源危机和环境污染问题日益凸显,储能技术成为现代电力系统研究和应用的热点。
蓄电池储能双向DCDC变换器作为一种高效、环保的储能装置，在太阳能、风能等分布式能源系统中具有广泛的应用前景。
本文首先介绍了蓄电池储能双向DCDC变换器的基本原理和优势, 接着分析了其工作特点及存在的问题。
在此基础上, 文章提出了一种改进的蓄电池储能双向DCDC变换器设计，并对其性能进行了优化。
通过仿真和实验验证了改进后的变换器在提高功率密度、降低开关频率和减小电磁干扰等方面的优势。
1.背景与意义研究背景：随着可再生能源的快速发展，对于储能技术的要求也越来越高。
传统的单向直流变换器已经难以满足电网的需求，因此需要开发一种能够实现能量双向流动的新型变换器。
分布式发电、微电网等新型电力系统的兴起也为双向直流变换器的应用提供了广阔的市场前景。
研究意义：蓄电池储能双向直流变换器的研发对于提高可再生能源的利用率、保障电网稳定运行具有重要意义。
它可以提高可再生能源的渗透率，促进新能源产业的发展；它可以增强电网的稳定性和可靠性，降低弃风、弃光等现象的发生；它可以推动新能源汽车等新兴产业的发展，为经济增长注入新的动力。
蓄电池储能双向直流变换器的研究具有重要的理论价值和实际意义。
本文将从多个方面展开研究，以期为新能源领域的发展提供有力支持。
本文将详细介绍蓄电池储能双向直流变换器的技术原理、关键技术及优化策略等方面的内容。
2.研究内容与方法蓄电池储能双向DCDC变换器（Battery Energy Storage Brushless DCDC Converter, BESS DCDC Converter）是一种将电能转换为化学能并存储在电池中，再将化学能转换为电能使用的重要装置。
由于其在可再生能源领域的广泛应用以及在电动汽车、智能电网等方面的巨大潜力，对其研究与开发显得尤为重要。
BESS DCDC变换器的研究内容主要包括：高性能、低成本、长寿命、高可靠性以及安全的充电和放电技术等方面。
固定型铅酸蓄电池的电池过充和过放保护技术研究
固定型铅酸蓄电池的电池过充和过放保护技术研究随着电力需求的增加和可再生能源的普及，蓄电池作为一种重要的储能设备，得到了广泛应用。
固定型铅酸蓄电池作为一种成熟的技术，广泛应用于应急电源、电力调峰等领域。
然而，过充和过放是固定型铅酸蓄电池日常使用中普遍存在的问题，过充和过放不仅会缩短电池寿命，还会导致电池性能下降、容量减小甚至永久性损坏。
因此，研究和应用有效的电池过充和过放保护技术对延长固定型铅酸蓄电池的使用寿命、提高电池性能具有重要意义。
电池过充和过放是指电池在充电或放电过程中，电池电压或电流超过所允许的限制范围。
过充会导致电池内部正极氧化膜被破坏，而过放则会导致电池内部正极还原剂过度消耗。
因此，为了保护固定型铅酸蓄电池免受过充和过放的伤害，需要采取相应的保护技术。
一种常见的固定型铅酸蓄电池的过充保护技术是防倒流保护技术。
该技术通过在电池的正负极之间设置二极管，当充电电流从负极进入电池时，二极管会自动导通，使得正极处于高阻抗状态，从而防止电池过充。
另外，固定型铅酸蓄电池还可以通过限制充电电压来实现过充保护，充电电压超过预设阈值时，充电电流自动降低或切断充电，在一定程度上保护了电池免受过充的侵害。
对于电池的过放保护，可以采用电压控制器进行控制。
当电池电压降到预设阈值以下时，电压控制器会自动切断负载电流，从而保护电池不被过放。
此外，还可以使用过放保护电路，当电池电压降到预设阈值以下时，过放保护电路会自动引入额外的负载，以消耗多余的电能，从而保护电池免受过放的危害。
除了以上的保护技术，智能监控系统也是一种有效的电池过充和过放保护技术。
智能监控系统可以通过实时监测电池的电压、电流和温度等参数，判断电池的工作状态，并根据预设的阈值进行保护控制。
一旦检测到过充或过放的情况，智能监控系统会自动采取相应的措施，如切断充放电电流或引入辅助负载，以保护电池的安全运行。
此外，还可以采用温度保护技术来防止固定型铅酸蓄电池的过充和过放。
蓄电池充放电试验方案
蓄电池充放电试验方案概述：蓄电池充放电试验是一种对蓄电池性能进行评估的重要实验。
通过合理的试验方案可以全面了解蓄电池的充放电性能以及其在不同工况下的表现。
本文将详细介绍蓄电池充放电试验的方案，包括试验目的、试验方法、试验设备和试验流程等。
试验目的：1. 评估蓄电池的容量与能量特性；2. 研究蓄电池在不同充电/放电速率下的性能；3. 测试蓄电池在不同工作温度下的电能存储效率；4. 评估蓄电池在充放电过程中的电压稳定性和容量衰减情况。
试验方法：1. 充电试验a) 将蓄电池连接到充电设备，设置合适的充电电流和充电时间。
b) 监测蓄电池的电压和充电电流，记录充电过程中的电流、电压、时间等数据。
c) 充电至蓄电池达到额定电压或者充电电流达到设定值时，停止充电。
d) 记录充电过程中的温度变化，评估充电系统的热耗散能力。
2. 放电试验a) 将蓄电池连接到放电装置，设置适当的负载电流和放电时间。
b) 监测蓄电池的电压和放电电流，记录放电过程中的电流、电压、时间等数据。
c) 放电至蓄电池电压降至设定值或者放电电流达到设定值时，停止放电。
d) 记录放电过程中的温度变化，评估蓄电池的热释放能力。
试验设备：1. 充电设备：包括电源、电流控制器、电压测量仪等。
2. 放电装置：包括负载、放电电路等。
3. 温度控制系统：可通过恒温水浴或者风扇对蓄电池的工作温度进行控制。
4. 数据采集系统：用于实时监测和记录蓄电池的电流、电压和温度等信息。
5. 安全设备：包括过电压保护、过流保护等设备，确保试验过程的安全性。
试验流程：1. 准备工作：确认试验设备正常工作，检查蓄电池的连接和电压电流测量接口。
2. 参数设定：根据试验目的设定充电和放电的电流、时间以及充放电过程中的温度控制要求。
3. 充电试验：按照设定的充电电流和时间进行充电，记录电流、电压和温度等数据。
4. 放电试验：根据设定的放电电流和时间进行放电，记录电流、电压和温度等数据。
蓄电池充放电过程及其放电控制方法
当误差时，应用模糊控制器调节E、EC、U分别是偏差、偏差变化率和控制 量的模糊语言变量。系统根据不同的状态使用合适的控制规则。根据现时的精确 量e、ec进行模糊化，由模糊控制规则计算出模糊控制变量U，把计算出的模糊 控制变量U精确化，加到控制对象上。偏差和偏差变化率为：
e(n) y(n) r (n) e(n) y(n) r (n)
铅酸蓄电池的充放电过程
一、蓄电池电动势的产生 1.铅酸蓄电池充电后，正极板是二氧化铅（PbO2），在硫 酸溶液中水分子的作用下，少量二氧化铅与水生成可离解 的不稳定物质——氢氧化铅（Pb（OH）2），氢氧根离 子在溶液中，铅离子（Pb）留在正极板上，故正极板上缺 少电子。 2.铅酸蓄电池充电后，负极板是铅（Pb），与电解液中的硫 酸（H2SO2）发生反应，变成铅离子（Pb+2），铅离子 转移到电解液中，负极板上留下多余的两个电子（2e）。 可见，在未接通外电路时（电池开路），由于化学作用， 正极板上缺少电子，负极板上多余电子，两极板间就产生 了一定的电位差，这就是电池的电动势。
• 铅酸蓄电池充放电后电解液的变化： A） 从上面可以看出，铅蓄电池放电时,电解液中的硫酸不断 减少,水逐渐增多,溶液比重下降. B）从上面可以看出,铅酸蓄电池充电时,电解液中的硫酸不断 增多,水逐渐减少,溶液比重上升. C） 实际工作中,可以根据电解液比重的变化来判断铅酸蓄电 池的充电程度。
蓄电池的充电控制原理
成电流I ，同时在电池内部进行化学反应。 2、负极板上每个铅原子放出两个电子后，生成的铅离子（Pb+2）与电解液中的硫酸根离子 （SO4-2）反应，在极板上生成难溶的硫酸铅（PbSO4）。 3、正极板的铅离子（Pb+4）得到来自负极的两个电子（2e）后，变成二价铅离子（Pb+2） 与电解液中的硫酸根离子（SO4-2）反应，在极板上生成难溶的硫酸铅（PbSO4）。正 极板水解出的氧离子（O2）与电解液中的氢离子（H+）反应，生成稳定物质水. 4、电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电力场的作用下分别移向电池的正负极，在电池 内部形成电流，整个回路形成，蓄电池向外持续放电。 5、放电时H2SO4浓度不断下降，正负极上的硫酸铅（PbSO2）增加，电池内阻增大（硫酸 铅不导电），电解液浓度下降，电池电动势降低。 6、化学反应式为： 极活性物质 电解液 负极活性物质 正极生成物 电解液生成物 负极生成物 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ PbO2 + H2SO4 + Pb → PbSO4 + 2H2O + PbSO4 氧化铅 稀硫酸 铅 硫酸铅 水 硫酸铅
基于三电平双向逆变器的蓄电池充放电控制系统设计_陈雪亮
投运时，首先要保证机组自身的能量平衡，当 2 套机 组均投运时，则要考虑到压缩机网络负荷分配的相 互影响。每套反应器进入的气体是定量的，产生的 尾气也是定量的，因此每套尾气透平需要回收定量 的尾气，保证单网络压缩机组正常运行，回收总管尾 气压力或流量的工作由尾气透平的压力 /流量控制 器负责; 当多台压缩机组并联运行时，压缩机在距喘 振控制线相等距离下操作可使喘振保护最好和过程 效率最高，因此是否具备压缩机网络负荷分配控制 也体现了 PTA 压缩机组控制的优劣性。
Abstract: According to the battery charge-discharge process's characteristics in the wind-solar-diesel hybrid power system，this paper presented a new design proposal for battery charge-discharge control system which based on three-level bi-directional inverter． It gave structure and control principle of the system and introduced design of hardware and software of the system in details． The experimental results show that the control system can effectively control the battery charge and discharge，and achieve two-way flow of energy between battery and AC bus．
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蓄 电 池 双 向 充放 电控 制 策 略 研 究
蓄电池双向充放电控制策略研究
Ｃｏ ｔ ｌＳｔ ｔ ｇ ｆ Ｂａｔ ｒ ａ ｇｉｇ ａ ｄ ｎ ｒ ｒ ｅ ｙ ｏ ｔ ｙ Ｃｈ ｒ ｎ ｎ Ｄｉｃ ａ ｇｉｇ ｏ ａ ｅ ｓｈｒ ｎ
高 海 洲 胡 国珍 （ 黄石理３ 学院电气与电子信息工程学院， － － 湖北 黄石 ４ ５ ０ ） ３ ０ ３
的 发 展 ， 用 Ｓ ＷＭ 双 向整 流 逆 变技 术 可 以实 现 蓄 电池 的 充 放 采 Ｐ
电 控 制 ， 时 可 以 实 现 电 网 网侧 电流 正 弦 化 及 单位 功 率 因 素 ， 同 从 而 大 大 降 低 了装 置 对 电 网 的谐 波 污染 ，采 用 这 种 方 式 将 蓄 电 池
电 能 回馈 至 电 网 ， 大 节 省 了 电 能 。 大
１ 蓄 电 池 模 型 ［ ３ ］
蓄 电 池 是 系 统 中 最 薄 弱
的环 节 ， 而且 它 在 系 统 中 的
一 一
＝ Ｃ １ ＝
ｌ Ｉ
Ｌ 。 １“
作 用 不 可 替 代 的 ，因 而 针 对
大 多 系 统 中 采 用 的 免 维 护 铅
差 ， 要 相 应 增 加 母 线 电压 。Ｌ 、 及 Ｃ２组 成 滤 波 器 ， 蓄 电 需 １ Ｃ１ 使 池 获得 平 滑 的 电 流 、 电压 波 形 ； 压 器 可 以使 直 流 侧 电 压 和 电 网 变 电 压 适 配 ， 将 蓄 电池 组 和 电 网隔 离 Ｍ 。 井 ］
Ｌ ２ 一 一
摘 要
介 绍 了蓄 电池 充放 电模 型 ， 究 了单 相 Ｐ Ｍ 双 向 充放 电原 理 并 建 立 了相 应 状 态 空 间模 型 ， 此 基 础 上 提 出 了 以 蓄 电 研 Ｗ 在 池 电流 ， 电池 电压 、 网侧 电流 为控 制 量 的控 制 策 略 ， 通 过 仿 真 进 行 了原 理 验 证 ， 蓄 电 并 系统 能够 实现 能量 双 向流 动 。 关 键 词 ： 电 池模 型 ， 向 变换 器 ， 蓄 双 充放 电 控 制
目前 ， 规 的 蓄 电池 维 护大 都 采 用 充 电器 和 放 电器 ， 电器 常 充
一
２ 双 向 Ａ Ｄ 变 换 器 Ｃ— Ｃ
般采用 晶闸管控制 ， 因而 具 有 谐 波 严 重 、 率 因 数 低 等 缺 点 ， 功
主 电路采 用单 相 Ｐ Ｍ 的 Ａ ／ Ｗ Ｃ ＤＣ 的 电 压 型 的 拓 扑 结 构 ， Ｌ ２是 交 流 侧 电感 ， 现 Ｐ Ｍ 电 流 控 制 ， 理 选 择 电 感 Ｌ 实 Ｗ 合 ２对 系 统 至关 重 要 ：２选 择 过 小 会 使 输 出 电流 的 纹 波 较 大 ，产 生 大 的 Ｌ 电磁 噪 声 和 干 扰 ；２选 择 过 大 会 增 加 电压 降 ，使 电流 跟 踪 能 力 Ｌ
空间模型 ， 于单相 Ｐ 对 ＷＭ 这 样 二 阶 系 统 ， 里 选 择 电容 电 压 ｕ 这 。
和 电感 电流 ｉ作 为 状 态 变 量 ， 得 状 态 空 间表 达 式 如 下 ： 可
图 １中 Ｒ ｐ蓄 电池 自放 电 电 阻 ， ｃ蓄 电池 充 电 电阻 ， ｄ蓄 Ｒ Ｒ
电 池 放 电 电阻 ， Ｃｏ蓄 电池 容 量 等 效 电容 。利 用 检 测 的 参 数 （ 里 这 主 要 是 电 压 电 流 以及 温 度 ）进 行 处 理 根据 不 同 电 流放 电 时 Ｓ ＯＣ 与 电 压 的 关 系 ， 度 与 容量 的 关 系 ， 图 ２所示 。 温 如
一
而 蓄 电 池放 电 主 要 利 用 电 阻 放 电 ， 耗 了大 量 的 电 能 。 然 也 有 消 虽
少 数 采 用 晶 闸 管 有 源 逆 变 向 电 网馈 能 ，但 仍 不 可 避 免 地 因 为谐
波 和低 功 率 因 数 而 污 染 电 网 。随 着 电力 电 子 技 术 和 计 算 机 技 术
Ａｂ ｔａ ｓ ｒｃｔ
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Ｔ ｓ ａｐｅ ｉｔｏ ｃｅ ｔ ｅ ａｔ ｙ ｈ ｇｅ ｎｄ ｈｉ ｐ ｒ ｎｒ ｄｕ ｓ ｈ ｂ ｔ ｃ ａｒ ａ ｄｉｃｈ ｒ ｍ ｏ ａｎ ｂｉ ｒ ｔ ｎａ ｓｎ ｅ－ｐｈ ｅ ｅｒ ｓ ａ ｇｅ ｄｅｌ ｄ －ｄｉ ｉ ｌ ｉｇｌ ｅｃ ｏ ａｓ ＰＷ Ｍ ｃ ａｒ ｎ ｈ ｇｉｇ ａ ｄ ｎ ｄｉｃｈ ｇｉｇ ｔ ｅ ｐ ｅ ｓ ａｒ ｎ ｓａｔ ｓ ａｃ ｍｏｄｅ． ｎ ｈｉ ｂ ｉ ａ ｃ ｔｏｌｓ ｒｔ ｇｙ ｓ １ ｔ ｓ ａｓｓ， ｏｎ ｒ ｔａ ｅ ｉ Ｏ ｐｒ ｐｏ ｅｄ ｎ ｈｓ ａｐｅ ｍｕｌｔｏ ｒ ｕｔ ｓ ｏｗｓ ｈｓ ｓ ｒｔ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｐ ｒＳｉ ａ ｉｎ ｅｓ ｌ ｓ ｈ ｔｉ ｔａ — ｅ ａｎ ｍ ｅ ｈ ｒ ｑｕｒ ｍ ｅ ｔ ｆ ｇｙ ｃ ｅｔｔｅ ｅ ｉｅ ｎ ｏ ｂａｔ ｙ ｃｈ ｇｉｇ ｔ ａｒ ｎ ａｎ ｄｉｃｈ ｇｉｇ． ｅｒ ｄ ｓ ａｒ ｎ Ｋｅ ｗｏｒｓ ｂａｔ ｒ ｍｏｄｅ， —ｄｉ ｃ ｉｎ ｎｖ ｒｅｒ ｎ ｒ ａｒ ｄ ｙ ｄ ！ ｔｅ ｙ ｌ ｂｉ ｒ ｔｏ ａｌｃｏ ｅ ｔ ， ｔｏｌｏｆｃｈ ｇｅ ａｎ ｄｉｃｈ ｇ ｅ ｃｏ ｓ ａｒ ｅ
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电 池 电
酸蓄 电池 的管理研究 成为研
究 中 的 重 点 ，而 对 蓄 电 池 来
图 ３ 双 向 ＡＣ— Ｃ 拓 扑 Ｄ
根 据 控 制 方 案 的 特 点 可 以选 择 不 同 的状 态 变 量 来 推 导 状 态
说充 电控制 和容量 预测是其
核心 。 图 １ 蓄 电池 模 型
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ｙ［ｏ ｆ１ ：１ ］ｕ 【． ｏ ， Ｊ ，
记作：＝ｘ Ｂ ； ｘＡ ＋ ｕ ＋
㈩
（） Байду номын сангаас