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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林子業
研究生(外文):Zih-Yeh Lin
論文名稱:磷酸鋰鐵電池在連續循環使用下之容量特性分析
論文名稱(外文):Capacity analysis of cycling-used Lithium iron phosphate battery
指導教授:李坤彥
指導教授(外文):Kung-Yen Lee
口試委員:李佳翰張瑞益李貫銘
口試日期:2015-07-23
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:工程科學及海洋工程學研究所
學門:工程學門
學類:綜合工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:52
中文關鍵詞:磷酸鋰鐵電池循環充放電電池容量分析曲線擬合
外文關鍵詞:Lithium iron phosphate batterycycling-charge and cycling-dischargebattery capacity analysiscurve fitting
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在能源危機以及全球暖化等威脅下,較環保的再生能源地位日漸提升,其中磷酸鋰鐵(LiFePO4)電池相關產業蓬勃發展,磷酸鋰鐵電池具有高功率、高容量、循環壽命長、高安全性等優點,廣泛運用於電動巴士、電動車、油電混合車、電動摩托車、電動自行車等以及太陽能電池之儲能裝置;然而電池的特性表現會隨著使用次數下滑,為了探討使用次數對電池老化的影響,本論文委請昇陽國際半導體公司利用自動化充放電機讓電池進行連續循環充放電,並將實驗數據保存。
由於不同狀況的電池之電量曲線變化不盡相同,本論文針對不同狀況之電池電量曲線採用不同的曲線擬合方式,期望能透過參數化的結果更加準確地預測電池實際電量,並將電量實際曲線以及曲線擬合之結果加以分析討論,盡可能地找出電池電量與使用次數之間的變化關係。


Human economic activities have been deeply impacted by oil crisis and global warming. Under such circumstances, industries related to Lithium iron phosphate (LiFePO4) battery have prospered greatly recently. LiFePO4 batteries have properties such as higher power, higher capacity, longer life-time and safer than other batteries. They are also widely used in electric buses, electric cars, hybrid electric cars, electric bicycles and energy storage devices. However, battery performance decreases with increasing cycle of usage. In order to investigate the relationship between cycle of usage and aging of battery, this thesis entrusts Phoenix Silicon International Corporation to discharge and charge the batteries cyclically by using battery automation test systems, and have the data saved simultaneously.
Since the battery capacity curve varies with different conditions of battery, this thesis will adopt different kinds of curve fitting according to the conditions of the battery. We expect to accurately predict the battery capacity with the parameterized results, and also analyze the difference between experimental curve and fitted curve. In conclusion, this thesis will show the relationship between battery capacity and cycle of usage.


口試委員審定書 Ⅰ
誌謝 II
中文摘要 i
ABSTRACT ii
目錄 iii
圖目錄 v
表目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機 7
1.3 論文架構 8
第二章 電池種類與規格介紹 9
2.1 二次電池種類介紹 9
2.2 磷酸鋰鐵電池介紹 14
2.3 磷酸鋰鐵電池規格說明 16
2.4 電池殘電量說明 18
第三章 電池充電方法介紹 19
3.1 定電壓充電法 19
3.2 定電流充電法 20
3.3 定電流切換定電壓充電法 20
3.4 脈衝式充電法 21
3.5 ReflexTM充電法 23
第四章 實驗流程 24
4.1 電池充電實驗流程 24
4.2 電池放電實驗流程 29
4.3 電池連續充放電實驗流程 31
第五章 磷酸鋰鐵電池電量曲線分析 34
5.1 連續循環充放電之電量曲線 34
5.2 連續循環充放電之電量曲線分析 38
5.3 電池電量之曲線擬合 44
第六章 結論與未來工作 49
6.1 結論 49
6.2 未來工作 50
參考文獻 51


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