基于循环神经网络的锂电池SOC估计
发布时间：2021-01-03 04:07
随着全球新能源汽车的飞速发展,电池相关技术也成为了研究重点。电池荷电状态（State of Charge,SOC）是电池最重要的参数之一,代表了电池剩余电量。电池SOC精确的估计可以避免电池的过度充放电、保证电池的健康使用,具有十分重要的意义。本文以锂电池为对象,深入研究了锂电池在不同温度和工况下的SOC估计,具体的工作如下:介绍了SOC的定义和研究现状,分析了锂电池的结构和原理,探究了锂电池的充放电特性和影响SOC的几种常见因素,研究了温度、放电倍率和电池内阻与SOC之间的关系,最终将电池放电温度和电池放电倍率作为锂电池SOC的影响因素。采用NARX神经网络作为SOC估计的模型,设计了NARX网络结构,针对不同温度搭建了NARX网络。在数据集的选用上,考虑到电池放电倍率对SOC的影响,使用了不同工况下的数据作为网络的训练集和测试集,包括DST工况、FUDS工况和US06工况下数据,更接近动力电池实际使用的放电情况。利用循环神经网络GRU对锂电池进行SOC估计,使用电池放电电压、电流和温度作为网络的输入数据,该模型和NARX网络相比只需要训练一次模型即可对不同温度下的工况数据做SOC估...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
INR18650-20R三元锂电池磷酸铁锂是以4LiFePO为正极材料的电池，由于其良好的安全性和低廉的价格，一度成
杭州电子科技大学硕士学位论文12逐渐由磷酸铁锂电池转向了三元锂电池。所以本课题选用三星生产的INR18650-20R三元锂电池作为实验对象，I表示锂电池，N表示镍化合物，R则表示了锂电池外观形状为圆柱形，18650表示了电池圆柱直径是18mm，长度是65mm，图2.2为即INR18650-20R三元锂电池，该型号电池相关参数见表2.2。表2.2INR18650-20R电池参数项目规格标称容量2000mAh额定电压3.6V充电截止电压4.20V±0.05V充电截止电流100mA放电截止电压2.5V标准充电CCCV模式，1A快速充电CCCV模式，4A可持续最大放电电流22A充电温度0~50℃放电温度-20~75℃重量45.0g尺寸高度：64.85±0.15mm直径：18.33±0.07mm2.2锂电池充放电特性研究2.2.1实验设备实验所用到的设备包括INR18650-20R三元锂电池、台式PC、可编程电源、可编程电子负载、电池测试仪和高低温试验箱。如图2.3为本实验使用的可编程电源，型号为AgilentE3631A，该电源具有GPIB和RS-图2.3AgilentE3631A可编程电源图2.4ITECHIT8818B可编程直流电子负载
杭州电子科技大学硕士学位论文12逐渐由磷酸铁锂电池转向了三元锂电池。所以本课题选用三星生产的INR18650-20R三元锂电池作为实验对象，I表示锂电池，N表示镍化合物，R则表示了锂电池外观形状为圆柱形，18650表示了电池圆柱直径是18mm，长度是65mm，图2.2为即INR18650-20R三元锂电池，该型号电池相关参数见表2.2。表2.2INR18650-20R电池参数项目规格标称容量2000mAh额定电压3.6V充电截止电压4.20V±0.05V充电截止电流100mA放电截止电压2.5V标准充电CCCV模式，1A快速充电CCCV模式，4A可持续最大放电电流22A充电温度0~50℃放电温度-20~75℃重量45.0g尺寸高度：64.85±0.15mm直径：18.33±0.07mm2.2锂电池充放电特性研究2.2.1实验设备实验所用到的设备包括INR18650-20R三元锂电池、台式PC、可编程电源、可编程电子负载、电池测试仪和高低温试验箱。如图2.3为本实验使用的可编程电源，型号为AgilentE3631A，该电源具有GPIB和RS-图2.3AgilentE3631A可编程电源图2.4ITECHIT8818B可编程直流电子负载
【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源汽车的可持续发展[J]. 王娜,李凯. 汽车实用技术. 2019(18)
[2]动力锂电池SOC估算方法综述[J]. 陈元丽,赵振东,陈素娟,张广辉. 汽车科技. 2019(05)
[3]电动汽车电池的现状及发展趋势[J]. 张美迪. 内燃机与配件. 2019(15)
[4]电动汽车动力电池现状与发展[J]. 张红妮,张雅丽,王虹霞. 汽车实用技术. 2019(06)
[5]中国新能源汽车行业发展水平分析及展望[J]. 唐葆君,王翔宇,王彬,吴郧,邹颖,许黄琛,马也. 北京理工大学学报(社会科学版). 2019(02)
[6]中国锂离子电池产业发展现状及市场发展趋势[J]. 刘彦龙. 电源技术. 2019(02)
[7]简析新能源汽车分类及性能[J]. 韦树礼,李程武. 汽车实用技术. 2019(02)
[8]新时期中国石油环境分析和石油安全战略研究[J]. 余思源,叶佳杰. 中国石油和化工标准与质量. 2018(23)
[9]锂电池SOC研究综述[J]. 刘博鑫,李军. 汽车工业研究. 2018(10)
[10]锂电池荷电状态（SOC）预测方法综述[J]. 吕德勇. 通信电源技术. 2018(03)
博士论文
[1]基于忆阻器的电路分析及其在神经形态系统中的应用[D]. 董哲康.浙江大学 2019
硕士论文
[1]基于自适应电池模型的ALS-UKF算法SOC估算研究[D]. 郝山.湖北工业大学 2019
[2]基于改进型神经网络动力电池SOC估计研究[D]. 杨云龙.电子科技大学 2019
[3]基于卡尔曼滤波的SOC估算及其电池管理系统研究[D]. 马永笠.电子科技大学 2019
[4]锌镍单液流电池正极性能研究[D]. 邢如月.江苏科技大学 2019
[5]电动汽车动力锂电池能量管理系统BMS研究[D]. 李志飞.重庆交通大学 2019
[6]锂电池SOC估计算法研究[D]. 陈翼星.西南交通大学 2018
[7]无迹卡尔曼滤波算法的改进及应用研究[D]. 徐建.成都理工大学 2018
[8]基于深度双向加权GRU的回转窑烧结温度预测[D]. 张毛毛.湖南大学 2018
[9]基于神经网络的锂离子电池SOC估算[D]. 黄磊.湘潭大学 2017
[10]基于改进UKF算法的锂离子电池SOC估计策略研究[D]. 彭凯.天津大学 2018
本文编号：2954282
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
INR18650-20R三元锂电池磷酸铁锂是以4LiFePO为正极材料的电池，由于其良好的安全性和低廉的价格，一度成
杭州电子科技大学硕士学位论文12逐渐由磷酸铁锂电池转向了三元锂电池。所以本课题选用三星生产的INR18650-20R三元锂电池作为实验对象，I表示锂电池，N表示镍化合物，R则表示了锂电池外观形状为圆柱形，18650表示了电池圆柱直径是18mm，长度是65mm，图2.2为即INR18650-20R三元锂电池，该型号电池相关参数见表2.2。表2.2INR18650-20R电池参数项目规格标称容量2000mAh额定电压3.6V充电截止电压4.20V±0.05V充电截止电流100mA放电截止电压2.5V标准充电CCCV模式，1A快速充电CCCV模式，4A可持续最大放电电流22A充电温度0~50℃放电温度-20~75℃重量45.0g尺寸高度：64.85±0.15mm直径：18.33±0.07mm2.2锂电池充放电特性研究2.2.1实验设备实验所用到的设备包括INR18650-20R三元锂电池、台式PC、可编程电源、可编程电子负载、电池测试仪和高低温试验箱。如图2.3为本实验使用的可编程电源，型号为AgilentE3631A，该电源具有GPIB和RS-图2.3AgilentE3631A可编程电源图2.4ITECHIT8818B可编程直流电子负载
杭州电子科技大学硕士学位论文12逐渐由磷酸铁锂电池转向了三元锂电池。所以本课题选用三星生产的INR18650-20R三元锂电池作为实验对象，I表示锂电池，N表示镍化合物，R则表示了锂电池外观形状为圆柱形，18650表示了电池圆柱直径是18mm，长度是65mm，图2.2为即INR18650-20R三元锂电池，该型号电池相关参数见表2.2。表2.2INR18650-20R电池参数项目规格标称容量2000mAh额定电压3.6V充电截止电压4.20V±0.05V充电截止电流100mA放电截止电压2.5V标准充电CCCV模式，1A快速充电CCCV模式，4A可持续最大放电电流22A充电温度0~50℃放电温度-20~75℃重量45.0g尺寸高度：64.85±0.15mm直径：18.33±0.07mm2.2锂电池充放电特性研究2.2.1实验设备实验所用到的设备包括INR18650-20R三元锂电池、台式PC、可编程电源、可编程电子负载、电池测试仪和高低温试验箱。如图2.3为本实验使用的可编程电源，型号为AgilentE3631A，该电源具有GPIB和RS-图2.3AgilentE3631A可编程电源图2.4ITECHIT8818B可编程直流电子负载
【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源汽车的可持续发展[J]. 王娜,李凯. 汽车实用技术. 2019(18)
[2]动力锂电池SOC估算方法综述[J]. 陈元丽,赵振东,陈素娟,张广辉. 汽车科技. 2019(05)
[3]电动汽车电池的现状及发展趋势[J]. 张美迪. 内燃机与配件. 2019(15)
[4]电动汽车动力电池现状与发展[J]. 张红妮,张雅丽,王虹霞. 汽车实用技术. 2019(06)
[5]中国新能源汽车行业发展水平分析及展望[J]. 唐葆君,王翔宇,王彬,吴郧,邹颖,许黄琛,马也. 北京理工大学学报(社会科学版). 2019(02)
[6]中国锂离子电池产业发展现状及市场发展趋势[J]. 刘彦龙. 电源技术. 2019(02)
[7]简析新能源汽车分类及性能[J]. 韦树礼,李程武. 汽车实用技术. 2019(02)
[8]新时期中国石油环境分析和石油安全战略研究[J]. 余思源,叶佳杰. 中国石油和化工标准与质量. 2018(23)
[9]锂电池SOC研究综述[J]. 刘博鑫,李军. 汽车工业研究. 2018(10)
[10]锂电池荷电状态（SOC）预测方法综述[J]. 吕德勇. 通信电源技术. 2018(03)
博士论文
[1]基于忆阻器的电路分析及其在神经形态系统中的应用[D]. 董哲康.浙江大学 2019
硕士论文
[1]基于自适应电池模型的ALS-UKF算法SOC估算研究[D]. 郝山.湖北工业大学 2019
[2]基于改进型神经网络动力电池SOC估计研究[D]. 杨云龙.电子科技大学 2019
[3]基于卡尔曼滤波的SOC估算及其电池管理系统研究[D]. 马永笠.电子科技大学 2019
[4]锌镍单液流电池正极性能研究[D]. 邢如月.江苏科技大学 2019
[5]电动汽车动力锂电池能量管理系统BMS研究[D]. 李志飞.重庆交通大学 2019
[6]锂电池SOC估计算法研究[D]. 陈翼星.西南交通大学 2018
[7]无迹卡尔曼滤波算法的改进及应用研究[D]. 徐建.成都理工大学 2018
[8]基于深度双向加权GRU的回转窑烧结温度预测[D]. 张毛毛.湖南大学 2018
[9]基于神经网络的锂离子电池SOC估算[D]. 黄磊.湘潭大学 2017
[10]基于改进UKF算法的锂离子电池SOC估计策略研究[D]. 彭凯.天津大学 2018
本文编号：2954282
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