锂离子动力电池健康状态评估模型研究

发布时间：2017-05-05 07:05

  本文关键词：锂离子动力电池健康状态评估模型研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会的发展,我们越来越注重保护日常的生活环境,渐渐的绿色出行成为人们出行时首选的代步方式,所以电动汽车慢慢的走进了我们的世界。锂电池作为组成电动汽车的主要动力元件,准确了解电池内部工作状态,实时的监控电池是否处于正常的工作环境问题是本课题研究的主要内容,我们可以通过估计锂电池的健康状态(SOH)反应电池是否健康工作,只有准确的估计电池的健康状况才能保证人们的出行安全。本文首先以磷酸铁锂电池作为研究对象,介绍了锂电池健康状况的基本含义,通过分析锂电池的工作原理及其组成结构建立了锂电池的等效电路模型,随后通过模拟不同的实验环境研究了锂电池的容量衰退特性,最后得出锂电池的内阻变化对其健康状态产生明显的影响,所以本课题主要把电池的内阻作为主要因素估算电池的健康状况。随后本文介绍了一种B-样条的曲线聚类算法,实现对内阻变化曲线进行分类,搭建了实验基础环境,设计了实验具体方案,在不同的放电方式下对锂电池进行循环充放电实验,实验过程中采用电池内阻测试仪实时记录其内阻变化情况,绘制内阻变化曲线图,并对内阻曲线进行分类分析,最后根据实验取得的数据建立基于隐马尔科夫模型完成了对锂电池健康状况进行在线估计。
【关键词】：动力电池 衰退模式 隐马尔科夫模型 B-样条
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-16
• 1.1 课题研究目的及意义7-8
• 1.1.1 研究目的7
• 1.1.2 研究意义7-8
• 1.2 锂离子动力电池健康估算模型研究现状与发展趋势8-10
• 1.2.1 锂离子电池SOH的定义8
• 1.2.2 锂离子电池SOH的研究方法8-9
• 1.2.3 电池SOH研究现状与发展趋势9-10
• 1.3 影响锂离子电池SOH的因素及表征参数10-15
• 1.3.1 影响锂离子电池SOH的内部因素10-11
• 1.3.2 影响锂离子电池SOH的外部因素11-14
• 1.3.3 分析锂离子电池SOH的表征参数14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 锂电池容量衰退原因及分类16-25
• 2.1 锂电池简介及其模型的建立16-19
• 2.1.1 锂离子电池的组成结构16
• 2.1.2 锂离子电池工作原理16-18
• 2.1.3 锂电池等效电路模型18-19
• 2.2 锂离子电池的容量特性研究19-23
• 2.2.1 不同温度下长期循环后容量衰减分析20-21
• 2.2.2 不同放电状态下对电池容量衰退分析21-22
• 2.2.3 锂电池内阻对电池容量的影响22-23
• 2.3 锂电池容量衰减分类23
• 2.4 本章小结23-25
• 第三章 基于隐马尔可夫模型的估算电池SOH的方法25-33
• 3.1 锂离子动力电池健康状态评估模型25-26
• 3.1.1 常用电池SOH估算方法与优缺点25
• 3.1.2 根据电池内阻曲线估算SOH25-26
• 3.2 锂电池内阻曲线的聚类26-30
• 3.2.1 识别锂电池内阻变化曲线26-27
• 3.2.2 基于Ｂ－样条基底展开的曲线聚类方法27-30
• 3.3 基于隐马尔可夫的锂电池内阻估算模型30-32
• 3.3.1 定义内阻曲线截止点30-31
• 3.3.2 隐马尔可夫算法的原理31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第四章 搭建实验平台和内阻变化曲线33-40
• 4.1 实验环境33-36
• 4.1.1 动力电池的选择33
• 4.1.2 动力电池测试系统33-34
• 4.1.3 数据处理软件34-35
• 4.1.4 恒温恒湿箱35-36
• 4.2 实验方案36-38
• 4.2.1 不同充放电电流下电池内阻变化36
• 4.2.2 不同充放电深度下电池内阻变化36-37
• 4.2.3 不同充放电温度下电池内阻变化37-38
• 4.3 内阻曲线聚类38-39
• 4.3.1 聚类误差图38-39
• 4.4 本章小结39-40
• 第五章 搭建模型及估计结果40-45
• 5.1 建立基于隐马尔可夫估算模型40-43
• 5.2 锂电池健康状态仿真43-44
• 5.3 本章小结44-45
• 结论45-46
• 致谢46-47
• 参考文献47-50
• 附录50-51
• 作者简介51
• 攻读硕士学位期间研究成果51

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