磷酸铁锂电池组均衡策略及其管理系统故障诊断的研究

发布时间：2017-10-29 12:09

  本文关键词：磷酸铁锂电池组均衡策略及其管理系统故障诊断的研究

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【摘要】：循环使用是可充电电池的明显优点,一旦制成后在使用过程中不会对自然环境造成损害。尤其在普通电网达不到及不可断电的用电场所具有独特的优势和利用价值。磷酸铁锂电池作为一种新型电池,具有安全系数高、可循环次数多、单体容量大,无记忆效应等明显优点,非常适合功率需求较大的户外用电领域。受制于磷酸铁锂单体电池单体容量的限制,单体不能够满足用电场合的功率需求,将电池串联起来能够通过获得高压的形式进一步获取高功率。而单体电池由于在制造及使用环节中的不一致,导致磷酸铁锂电池组中各单体电池间的不均衡。均衡策略的研究正在于找到弥补单体电池间不均衡的方法。基于电压参数的均衡策略尽管方便简单,但不能保证均衡控制的高效和精准；基于容量的均衡策略受限于参数无法直接取得而导致实践中不可行。因此,迫切需要一种能够既有效又切实可行的均衡策略。本文从磷酸铁锂电动势-荷电状态(EMF-SOC)曲线入手,设计一种新型均衡策略。该均衡策略既能够在单体电池剩余电量较低、压差较大时保证均衡介入,又能在电压变化的平台区对电池组施以均衡。在实验室搭建的磷酸铁锂电池组实验平台验证了该方法具有相对较好的均衡效果。贝叶斯网络(Bayesian Network)故障诊断方法方法是一种包含数据统计的故障诊断方法。针对磷酸铁锂电池组管理系统早期故障具有不确定和网络结构不完整的特点。首先结合专家领域知识、历史运行数据和故障检修记录表建立用于磷酸铁锂电池组管理系统故障的贝叶斯网络。并随着历史运行数据、检修记录的加入不断更新和优化贝叶斯故障诊断网络,逐步提高电池管理系统的故障诊断和维修决策能力,提升系统维护效率。同时也有利于发现系统的薄弱环节,优化电池管理系统设计进而从根本上提升系统稳定性。
【关键词】：均衡策略 磷酸铁锂 贝叶斯网络 电池管理系统 故障诊断
【学位授予单位】：上海应用技术学院
【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1章 绪论10-21
• 1.1 研究的背景和意义10-11
• 1.2 电池组的均衡策略及其管理系统故障诊断的研究现状11-20
• 1.2.1 国内外电池管理系统研究现状12-14
• 1.2.2 国内外均衡控制策略技术研究现状14-18
• 1.2.3 串联电池组国内外均衡电路的研究现状18-19
• 1.2.4 电池管理系统故障诊断的国内外研究现状19-20
• 1.3 本文的主要研究内容20
• 1.4 本章小结20-21
• 第二章 磷酸铁锂电池组不均衡的原理性分析21-31
• 2.1 单体电池模型21-23
• 2.2 磷酸铁锂电池组间不均衡的原理性分析23-30
• 2.2.1 电池组不均衡的分布特点23-24
• 2.2.2 电池组不均衡的原理分析24-29
• 2.2.3 电池组内不均衡对整体性能的不利影响29-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第三章 基于EMF—SOC曲线优化的均衡控制策略31-44
• 3.1 基于EMF和SOC曲线优化的均衡控制策略31-37
• 3.1.1 EMF—SOC曲线分析31-34
• 3.1.2 均衡控制策略34-37
• 3.2 实验平台的建立37-41
• 3.2.1 系统硬件的设计37-39
• 3.2.2 系统软件的设计39-41
• 3.3 实验数据采集及结果分析41-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 电池管理系统故障诊断的实现44-55
• 4.1 电池管理系统故障诊断概述44-45
• 4.1.1 贝叶斯网络的基本构造和原理44-45
• 4.2 贝叶斯网络故障诊断在磷酸铁锂电池管理系统中的应用45-52
• 4.2.1 对电池管理系统故障进行分层46
• 4.2.2 基于领域知识构建贝叶斯网络拓扑结构46-49
• 4.2.3 电池管理系统贝叶斯故障诊断网络参数学习49-50
• 4.3 电池管理系统的故障检测和保护方法50-52
• 4.4 基于贝叶斯网络的电池管理系统故障诊断的实现52-54
• 4.5 本章小结54-55
• 参考文献55-59
• 攻读硕士期间所开展的科研项目和发表的学术论文59-60
• 致谢60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 叶进,林士敏;基于贝叶斯网络的推理在移动客户流失分析中的应用[J];计算机应用;2005年03期

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本文编号：1112895