基于GA-BP神经网络的储能锂离子电池管理系统研究

发布时间：2017-09-15 12:06

  本文关键词：基于GA-BP神经网络的储能锂离子电池管理系统研究

  更多相关文章： 锂离子电池 储能 神经网络 遗传算法 SOC

【摘要】：近年来,随着储能技术的发展,锂离子电池以其高效优质的特性在储能系统中的应用愈加广泛,对储能锂离子电池系统的管理成为了储能技术研究的热点之本文研究了一种新型软碳负极材料锂离子电池构成的电池管理系统,建立了基于混合遗传算法和BP神经网络的电池SOC预测模型,给出了一个储能锂离子电池管理系统的功能设计和实现方案。分析了锂离子电池由产生到改进优化的发展过程,对锂离子电池的工作原理、特点和应用进行了研究,对软碳负极材料锂离子电池的结构特点和功能优点进行了概述。在电池荷电状态(SOC)的估算方面,对常见的估算方法进行了分类别概括和优缺点、适用场景的分析,对当前最新的研究进展和趋势进行了概述。研究了基于GA-BP神经网络的预测算法,建立了针对该新型电池的SOC预测模型。结合BP神经网络在非线性预测方面的优势,使用遗传算法的全局寻优能力优化神经网络结构的连接权值阈值,给出了算法的流程和核心实现,导入实际测试数据对该算法产生模型的性能进行了仿真和误差评估,验证了算法的有效性。设计了一种基于该软碳负极材料锂离子电池的电池管理系统,包括通信和采样模块的设计、管理系统的结构,基于GA-BP神经网络的预测模型搭建SOC预测模块,分析了储能锂离子电池的电压电流监测、充放电控制、SOC估计、温度监测控制和危险报警功能模块的设计。本文研究的SOC估计算法精确度高,预测模型估计准确、适用性好,设计的管理系统稳定可靠,实现了储能电池管理的系统功能要求,具有良好的应用价值。
【关键词】：锂离子电池 储能 神经网络 遗传算法 SOC
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP183;TM912
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 储能技术10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 本文研究内容12-14
• 第二章 锂离子电池特点及应用14-20
• 2.1 锂电池14
• 2.2 锂离子电池14-17
• 2.2.1 锂离子电池工作原理15
• 2.2.2 锂离子电池特点15-16
• 2.2.3 锂离子电池应用16-17
• 2.3 软碳负极材料锂离子电池17-18
• 2.4 小结18-20
• 第三章 锂离子电池剩余容量的研究20-26
• 3.1 SOC定义20
• 3.2 影响电池SOC的因素20-21
• 3.3 电池荷电状态估算方法概述21-24
• 3.3.1 放电实验法21
• 3.3.2 安时计量法21-22
• 3.3.3 开路电压法22
• 3.3.4 内阻法22-23
• 3.3.5 卡尔曼滤波法23
• 3.3.6 神经网络法23-24
• 3.4 电池荷电状态估算现状24-25
• 3.5 小结25-26
• 第四章 基于GA-BP的SOC估计算法26-48
• 4.1 神经网络26-29
• 4.1.1 神经网络基本属性26-27
• 4.1.2 BP神经网络27-29
• 4.2 遗传算法29-33
• 4.2.1 基本遗传算法概述29-31
• 4.2.2 遗传算法特点31-32
• 4.2.3 遗传算法模式定理32
• 4.2.4 遗传算法实现32-33
• 4.2.5 遗传算法应用流程33
• 4.3 基于GA-BP神经网络的SOC预测算法33-47
• 4.3.1 算法流程与实现33-40
• 4.3.2 测试数据40-41
• 4.3.3 BP神经网络仿真结果41-43
• 4.3.4 GA-BP神经网络仿真结果43-47
• 4.4 小结47-48
• 第五章 锂离子电池管理系统的设计48-54
• 5.1 通信模块设计48-49
• 5.2 采样系统设计49-50
• 5.3 管理系统结构50-52
• 5.4 小结52-54
• 第六章 总结与展望54-56
• 参考文献56-60
• 致谢60-62
• 个人简历62
• 发表的学术论文62

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈洪超;李相东;;锂离子电池原理、研究现状与应用前景[J];军事通信技术;2001年01期

2 朱晓军;;全球最薄锂离子电池[J];家庭电子;2002年03期

3 杨捷;锂离子电池的特点与使用[J];现代电视技术;2003年05期

4 石保庆;锂离子电池的必测项目——电池平台[J];中国无线电管理;2003年01期

5 Jon Titus;高性能锂离子电池[J];电子产品世界;2004年14期

6 ;走进锂离子电池使用的五个误区[J];通信电源技术;2007年03期

7 吴照文;;锂离子电池会成为我们身边的炸弹吗[J];工程地质计算机应用;2007年01期

8 ;国家标准《便携式电子产品用锂离子电池安全要求》(草案)研讨会在福州召开[J];安全与电磁兼容;2008年06期

9 ;中国科学家研究水系锂离子电池取得突破性进展[J];光机电信息;2010年09期

10 何鹏林;乔月;;锂离子电池热滥用试验研究[J];安全与电磁兼容;2010年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 许名飞;郭永兴;李新海;吴显明;;锂离子电池气胀问题探析[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年

2 王宏伟;邓爽;肖海清;王超;杨宗辉;施亚申;;锂离子电池误使用的安全检测与分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年

3 刘勇;盘毅;谢凯;芦伟;;锂离子电池的存储性能研究[A];第30届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2013年

4 张俊乾;;锂离子电池中的扩散应力和破坏[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

5 康慨;戴受惠;万玉华;王树安;;我国锂离子电池的研究与发展[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（上册）[C];2001年

6 张千玉;马晓华;;二甲苯用作锂离子电池过充保护添加剂的研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年

7 张千玉;马晓华;;新型锂离子电池过充保护添加剂的研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年

8 朱静;于申军;陈志奎;何显能;周永超;李贺;;水分对锂离子电池性能的影响研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年

9 崔少华;杨晓民;;圆型锂离子电池渗液不良分析[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集（2）[C];2009年

10 李琳琳;王斌;吴宇平;T.van Ree;;甲基苯基二-(甲氧二乙基)硅烷用作锂离子电池功能性添加剂的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第7分册）[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 李壮;新国标9月实施锂电池门槛加高[N];中国高新技术产业导报;2005年

2 刘碧玛;动力锂离子电池要抓住发展机遇[N];科技日报;2007年

3 记者　陈颖;深圳锂电产量已占全国六成[N];深圳特区报;2006年

4 实习记者 徐恒邋记者 诸玲珍;锂离子电池安全受关注 新材料研究是热点[N];中国电子报;2008年

5 徐恒 诸玲珍;锂离子电池安全备受关注[N];中国有色金属报;2008年

6 李燕京;锂离子电池国标年内将出台[N];中国消费者报;2008年

7 本报记者 冯健;动力锂离子电池：安全性制约应用[N];中国电子报;2009年

8 新材料在线首席研究员 李国强;锂离子电池产业:中日韩三分天下[N];中国电子报;2004年

9 金信;全国最大的锂离子电池生产基地在津建成[N];中国机电日报;2002年

10 黄新培;业内专家对生产企业提出三点建议[N];中国机电日报;2002年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘金龙;锂离子电池高性能富锂锰基正极材料的研究[D];复旦大学;2014年

2 刘玉荣;锰基混合型金属氧化物孪生微纳结构的制备、形成机理与储锂性能[D];山东大学;2015年

3 易金;锂离子电池钒基负极材料的研究[D];复旦大学;2014年

4 张千玉;绿色能源材料钛酸锂的改性及其回收再利用的研究[D];复旦大学;2014年

5 袁庆丰;锂离子电池硅基复合负极材料和电池安全性的研究[D];华南理工大学;2015年

6 明海;高容量或高倍率锂离子电池材料的合成与相应全电池的组装研究[D];苏州大学;2015年

7 杨智博;高性能锂离子电池硅/锗电极的设计与制备[D];兰州大学;2015年

8 董汉成;卫星电源电池健康状态诊断方法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

9 张涛;废弃锂离子电池破碎及富钴产物浮选的基础研究[D];中国矿业大学;2015年

10 张立强;锂离子电池多物理模型参数辨识及健康特征提取[D];哈尔滨工业大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张涛;失效锂离子电池破碎特性研究[D];华东交通大学;2011年

2 马宇宏;锂离子电池热安全性研究[D];电子科技大学;2013年

3 白钢印;锂离子电池高电压正极材料镍猛酸锂的合成与改性研究[D];昆明理工大学;2015年

4 宋赢;锂离子电池二氧化钛负极材料掺杂改性及电化学行为研究[D];辽宁大学;2015年

5 安平;聚酰亚胺锂离子电池隔膜的制备及其性能研究[D];陕西科技大学;2015年

6 景其鸣;锂离子电池高锰三元正极材料的富锂化研究[D];河北工业大学;2015年

7 潘佰韬;锂离子电池管理系统的设计与SOC估算研究[D];河北工业大学;2015年

8 纪继坤;实验室锂离子电池制作测试体系工艺研究[D];河北工业大学;2015年

9 王暖暖;基于UKF的电动汽车锂离子电池的SOC估算[D];大连海事大学;2016年

10 张卓识;锂离子电池建模与故障预测方法研究[D];大连海事大学;2016年

，

本文编号：856422