锂电池化成质量评估及智能筛选系统设计与实现

发布时间：2017-10-20 02:33

  本文关键词：锂电池化成质量评估及智能筛选系统设计与实现

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【摘要】：锂离子电池目前在不同领域得到了迅速而广泛的使用,比如日常生活、电动交通工具、航空航天、军事领域等。但目前锂电池的使用更多的以组合形式存在,因此对电池的一致性要求高,并且锂电池化成完成之后,即使是同一批次的电池,由于锂电池内部化学反应的不同,外界因素的影响和制作过程中不可确定因素的产生等都有可能导致化成之后锂电池性能的差异。因此,锂电池化成完成之后筛选出符合国家标准的锂电池,并将性能一致的单电池分类到一个级别中是非常有必要的。本文针对上述问题,查阅相关文献,对锂电池化成过程及锂电池性能进行分析,设计与实现了锂电池化成质量评估及智能筛选系统。本文主要对以下几个方面的内容进行阐述:(1)从锂电池化成过程出发,针对锂电池化成完成之后在电极表面生成的SEI膜,本文首先分析SEI膜对锂电池性能的影响以及锂电池特性参数,建立SEI膜性能与特性参数的关系模型,然后在允许误差范围内提出锂电池化成质量评估参数。重点阐述锂电池化成数据的去噪处理、基于Peukert方程的改进电流积分法计算锂电池充放电容量和内阻参数的提取。(2)针对锂电池的筛选,本文利用锂电池化成质量评估参数,设计适合锂电池的支持向量机分类器并予以实现,其中包括锂电池样本数据的预处理、分类器模型的建立,分类模型参数的优化。分析对比几种常用核函数的分类效果,采用分类准确率最高者建立分类模型,模型建立之后分别采用网格搜索法、遗传算法、改进遗传算法优化分类模型参数,同时借助MATLAB仿真工具对算法进行了对比分析。最后采用改进遗传算法优化出的最佳参数完成分类器的设计并予以实现。(3)将锂电池分类器在锂电池化成检测系统上位机软件中实现,同时实现了利用电压、内阻、容量三个参数将筛选出的合格品按照用户的不同要求分成不同等级的功能。本论文最后对系统进行了全面的测试,包括整机测试,各个模块的测试以及验证系统准确性的测试。测试结果表明,整个系统稳定运行,能够正确地筛选出锂电池,且界面操作简单,满足最初的设计要求。
【关键词】：锂电池 SEI膜 支持向量机 参数寻优
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 论文的研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 锂电池化成检测设备研究现状11-12
• 1.2.2 锂电池化成质量评估及筛选技术研究现状12-14
• 1.3 研究内容14
• 1.4 本论文的结构安排14-16
• 第二章 锂电池化成质量评估及智能筛选系统的总体设计16-27
• 2.1 锂电池相关知识16-20
• 2.1.1 锂电池工作原理及化成的概念16-17
• 2.1.2 锂电池的基本性能指标17-19
• 2.1.3 锂电池的充放电特性19-20
• 2.2 锂电池化成检测设备总体设计20-21
• 2.3 锂电池化成质量评估及智能筛选系统设计目标21-22
• 2.4 锂电池化成质量评估及智能筛选系统总体架构设计22-25
• 2.4.1 总体设计方案22-23
• 2.4.2 锂电池化成质量评估参数提取模块方案设计23-25
• 2.4.3 智能筛选模块方案设计25
• 2.5 本章小结25-27
• 第三章 锂电池化成质量评估参数提取27-48
• 3.1 锂电池化成质量评估参数的概述27-31
• 3.1.1 锂电池SEI膜的介绍27-29
• 3.1.2 锂电池特性参数的介绍29-30
• 3.1.3 锂电池SEI膜性能与特性参数的关系30-31
• 3.2 锂电池化成数据预处理31-33
• 3.2.1 预处理方法31-32
• 3.2.2 仿真结果32-33
• 3.3 参数提取33-42
• 3.3.1 锂电池充放电容量及效率的提取33-40
• 3.3.2 锂电池内阻参数的提取40-41
• 3.3.3 其他参数提取41-42
• 3.4 锂电池化成质量评估参数提取模块的实现42-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第四章 基于支持向量机的锂电池智能筛选系统设计与实现48-74
• 4.1 基于支持向量机的锂电池智能筛选系统概述48-54
• 4.1.1 基于支持向量机锂电池分类器概述48-53
• 4.1.2 锂电池等级划分概述53-54
• 4.2 基于支持向量机的锂电池分类模型建立54-59
• 4.2.1 锂电池化成样本参数分析及预处理54-56
• 4.2.2 支持向量机核函数的选取56-59
• 4.3 基于支持向量机的锂电池分类模型参数的优化59-71
• 4.3.1 基于网格搜索法的支持向量机参数的优化59-61
• 4.3.2 基于遗传算法的支持向量机参数的优化61-67
• 4.3.3 基于改进遗传算法的支持向量机参数的优化67-70
• 4.3.4 寻优方法仿真对比分析70-71
• 4.4 锂电池化成分类器及等级划分模块的实现71-73
• 4.5 本章小结73-74
• 第五章 锂电池化成质量评估及智能筛选系统的测试与分析74-84
• 5.1 软件测试平台的搭建与测试74-76
• 5.2 锂电池化成质量评估参数提取模块测试与分析76-78
• 5.3 锂电池筛选与等级划分模块测试与分析78-83
• 5.3.1 测试方案设计78-80
• 5.3.2 测试结果分析80-83
• 5.4 本章小结83-84
• 第六章 总结与展望84-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李顶根;邓杰;陈军;;电动汽车车载SOC测量及续驶里程的研究[J];工业仪表与自动化装置;2008年05期

2 付芸;李付强;李彦刚;程晓辉;;高效节能动力锂电池检测及化成系统[J];电源世界;2013年10期

3 马兹林;羌嘉曦;冒晓建;杨林;;电动汽车蓄电池参数监控系统研究[J];机电工程技术;2008年04期

4 仝猛;邵静s，

本文编号：1064777