基于特征子形状的动力电池配组技术研究
发布时间：2021-11-12 00:15
伴随着电动汽车产能的不断扩大,动力电池作为电动汽车的核心部件被认为是电动汽车市场发展的重要环节,其性能好坏直接关系到电动汽车的续航里程和安全性能。单只动力电池的输出电压和输出能量较小,因此在电动汽车等应用场合,动力电池往往需要多只串并联成组合后形成更高电压和更大容量,像一辆续航距离500公里的特斯拉电动汽车由7000多只18650锂电池组成,而组内单体电池的一致性不仅决定了动力电池组的输出能量及电池组性能,也严重影响了动力电池组的使用寿命。本文首先针对动力电池组不一致性产生的原因,提出了提高电池组一致性的几种方法。在电池成组过程中,电池配组技术是通过对单体电池性能参数的研究,将性能参数相似的单体电池归为一类来确保电池组内的一致性。对比现有的电池配组方法,本文提出了一种有效的电池配组策略,将电池配组问题转化为时间序列聚类问题,并提出了基于特征子形状（u-shapelets）的电池曲线聚类。本文其次介绍了基于特征子形状（u-shapelets）的电池曲线聚类的实现过程。电池曲线特征子形状（u-shapelets）的提取算法实质是一种暴力搜索算法,在无监督情况下搜索电池曲线具有辨识度的局部特...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．〗全球电动汽车销量增长图??２０１８年，中国实施新的新能源乘用车补贴标准，续航里程小于３００公里的纯电动汽车补??贴降低，而大于３００公里续航里程的纯电动汽车补贴有所上涨
造成人员伤亡。如果不能保证电动汽车电池的安全性，那开电动汽车会不会就像坐在一个不??知何时会爆炸的炸药包上？新能源车安全事故的频发和政府补贴下商家追求高续航里程及提??升电池能量密度不无关系，因此动力电池的长寿命和可靠性不能忽视。如图１．２（ａ）所示为工作??人员在浙江省丽水市云和县仙宫湖景区内为电动汽车充电。如图１．２（ｂ）所示为比亚迪新款大??■?＿??（ａ）共享电动汽车?（ｂ）广汽比亚迪大巴??图１．２电动汽车??中国动力电池市场前景广阔，动力电池企业竞争力日益激烈。动力电池作为电动汽车的??核心关键零部件，且动力电池占据电动汽车成本的４０％左右，其技术水平及产业发展对电动??汽车的规模化应用意义重大。动力电池研发的几个国家：中国，美国，日本，韩国和德国在??发展方面都有自己的规划。至今为止，国内外电池产业蓬勃发展，锂离子电池在未来将会占??据更大的发展空间。通常供电动汽车驱动的动力电池驱动电压高达３００Ｖ？４００Ｖ，而单体锂电??池的电压一般在３．７Ｖ左右，这就需要将单体锂电池通过串并联方式形成动力电池组供电动汽??车使用。串联使用能提高整个动力电池组的工作电压，并联使用能提高整个动力电池组的输??出功率
１．２．１动力电池发展情况??据中商产业研究院发布的《２０１８？２０２３年中国锂电池行业市场发展前景分析报告》预测，??未来三到五年中国动力电池需求量将翻两倍。如图１．３所示，为２０１７年世界排名靠前的动力??电池企业。全球动力电池市场由宁德时代、比亚迪等中国企业和韩国ＬＧ化学、三星ＳＤ１、??日本松下等主导。近年来，中国动力电池产业发展迅速，中国动力电池企业的竞争力不断提??升。２０１７年，宁德时代超越松下和比亚迪，位居全球第一［２］。除此之外，德国博世公司正在??研发一款电动汽车新型固态电池。相比于液态电池，固态电池使用固态的电解质，稳定性更??高，更容易储存且不易发生爆炸，最重要的是电动汽车的续航里程增加一倍。??宁德时代?１２??松下电器１０??比亚迪?１．１??沃特玛５．５??ＬＧ化学■ＨＩＨＨＩＢＩＩＢａＨ?４．５??国轩高科??三星?ＳＤＩ?２．８??北京国能１．９??比克?１．６??孚能科技■■■１．３???｜?｜?｜?｜?｜?｜?｜??〇?２?４?６?８?１０?１２?１４??销量ＡＧＷ?？?ｈ）??图１．３?２０１７年全球销量前十的动力电池企业??通常我们按照能量来源，可以将电池分为三大类：化学电池：将物质的化学能通过化学??反应转化为电能；物理电池：在一定条件下实现能量直接转换；生物电池：将生物质能直接??转化为电能。像我们熟知的太阳能属于物理电池，而这里我们关注化学电池。按照工作性质，??我们将化学电池分为：一次电池，也称原电池，即不能够再充电的电池，如生活中常用的锌??锰干电池；一次电池
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CNN和SOM的评论主题发现[J]. 谢宗彦,黎巎,周纯洁. 情报科学. 2018(06)
[2]基于SOM神经网络的电网谐波源检测与定位研究[J]. 马立新,徐聪. 控制工程. 2018(05)
[3]锂离子动力电池技术现状及发展趋势[J]. 刘焱,胡清平,陶芝勇,李新海,黄泽伟,曾坚义. 中国高新科技. 2018(07)
[4]基于趋势特征表示的shapelet分类方法[J]. 闫欣鸣,孟凡荣,闫秋艳. 计算机应用. 2017(08)
[5]基于最佳u-shapelets的时间序列聚类算法[J]. 余思琴,闫秋艳,闫欣鸣. 计算机应用. 2017(08)
[6]电动汽车锂离子动力电池分选方法研究[J]. 陈燕虹,吴伟静,刘宏伟,张振兆. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(10)
[7]动力锂离子电池配组方案综述[J]. 贾丰春,刘园. 广州化工. 2015(10)
[8]国内外电动汽车发展现状、趋势及其对车用燃料的影响[J]. 罗艳托,汤湘华,胡爱君,陈剑锋. 国际石油经济. 2014(05)
[9]锂离子电池组不一致性及其弥补措施[J]. 杨帆. 汽车电器. 2014(05)
[10]锂离子电池一致性分选方法[J]. 王永琛,倪江锋,王海波,高立军,胡道中,王子冬. 储能科学与技术. 2013(05)
硕士论文
[1]电动汽车锂离子电池分选方法的研究[D]. 刘婉晴.华北理工大学 2017
[2]时间序列的特征表示与聚类方法研究[D]. 熊英志.重庆大学 2016
[3]电动汽车锂动力电池分选及成组技术研究[D]. 吴伟静.吉林大学 2015
[4]电池配组算法研究与系统实现[D]. 郦柏金.杭州电子科技大学 2014
本文编号：3489822
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．〗全球电动汽车销量增长图??２０１８年，中国实施新的新能源乘用车补贴标准，续航里程小于３００公里的纯电动汽车补??贴降低，而大于３００公里续航里程的纯电动汽车补贴有所上涨
造成人员伤亡。如果不能保证电动汽车电池的安全性，那开电动汽车会不会就像坐在一个不??知何时会爆炸的炸药包上？新能源车安全事故的频发和政府补贴下商家追求高续航里程及提??升电池能量密度不无关系，因此动力电池的长寿命和可靠性不能忽视。如图１．２（ａ）所示为工作??人员在浙江省丽水市云和县仙宫湖景区内为电动汽车充电。如图１．２（ｂ）所示为比亚迪新款大??■?＿??（ａ）共享电动汽车?（ｂ）广汽比亚迪大巴??图１．２电动汽车??中国动力电池市场前景广阔，动力电池企业竞争力日益激烈。动力电池作为电动汽车的??核心关键零部件，且动力电池占据电动汽车成本的４０％左右，其技术水平及产业发展对电动??汽车的规模化应用意义重大。动力电池研发的几个国家：中国，美国，日本，韩国和德国在??发展方面都有自己的规划。至今为止，国内外电池产业蓬勃发展，锂离子电池在未来将会占??据更大的发展空间。通常供电动汽车驱动的动力电池驱动电压高达３００Ｖ？４００Ｖ，而单体锂电??池的电压一般在３．７Ｖ左右，这就需要将单体锂电池通过串并联方式形成动力电池组供电动汽??车使用。串联使用能提高整个动力电池组的工作电压，并联使用能提高整个动力电池组的输??出功率
１．２．１动力电池发展情况??据中商产业研究院发布的《２０１８？２０２３年中国锂电池行业市场发展前景分析报告》预测，??未来三到五年中国动力电池需求量将翻两倍。如图１．３所示，为２０１７年世界排名靠前的动力??电池企业。全球动力电池市场由宁德时代、比亚迪等中国企业和韩国ＬＧ化学、三星ＳＤ１、??日本松下等主导。近年来，中国动力电池产业发展迅速，中国动力电池企业的竞争力不断提??升。２０１７年，宁德时代超越松下和比亚迪，位居全球第一［２］。除此之外，德国博世公司正在??研发一款电动汽车新型固态电池。相比于液态电池，固态电池使用固态的电解质，稳定性更??高，更容易储存且不易发生爆炸，最重要的是电动汽车的续航里程增加一倍。??宁德时代?１２??松下电器１０??比亚迪?１．１??沃特玛５．５??ＬＧ化学■ＨＩＨＨＩＢＩＩＢａＨ?４．５??国轩高科??三星?ＳＤＩ?２．８??北京国能１．９??比克?１．６??孚能科技■■■１．３???｜?｜?｜?｜?｜?｜?｜??〇?２?４?６?８?１０?１２?１４??销量ＡＧＷ?？?ｈ）??图１．３?２０１７年全球销量前十的动力电池企业??通常我们按照能量来源，可以将电池分为三大类：化学电池：将物质的化学能通过化学??反应转化为电能；物理电池：在一定条件下实现能量直接转换；生物电池：将生物质能直接??转化为电能。像我们熟知的太阳能属于物理电池，而这里我们关注化学电池。按照工作性质，??我们将化学电池分为：一次电池，也称原电池，即不能够再充电的电池，如生活中常用的锌??锰干电池；一次电池
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CNN和SOM的评论主题发现[J]. 谢宗彦,黎巎,周纯洁. 情报科学. 2018(06)
[2]基于SOM神经网络的电网谐波源检测与定位研究[J]. 马立新,徐聪. 控制工程. 2018(05)
[3]锂离子动力电池技术现状及发展趋势[J]. 刘焱,胡清平,陶芝勇,李新海,黄泽伟,曾坚义. 中国高新科技. 2018(07)
[4]基于趋势特征表示的shapelet分类方法[J]. 闫欣鸣,孟凡荣,闫秋艳. 计算机应用. 2017(08)
[5]基于最佳u-shapelets的时间序列聚类算法[J]. 余思琴,闫秋艳,闫欣鸣. 计算机应用. 2017(08)
[6]电动汽车锂离子动力电池分选方法研究[J]. 陈燕虹,吴伟静,刘宏伟,张振兆. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(10)
[7]动力锂离子电池配组方案综述[J]. 贾丰春,刘园. 广州化工. 2015(10)
[8]国内外电动汽车发展现状、趋势及其对车用燃料的影响[J]. 罗艳托,汤湘华,胡爱君,陈剑锋. 国际石油经济. 2014(05)
[9]锂离子电池组不一致性及其弥补措施[J]. 杨帆. 汽车电器. 2014(05)
[10]锂离子电池一致性分选方法[J]. 王永琛,倪江锋,王海波,高立军,胡道中,王子冬. 储能科学与技术. 2013(05)
硕士论文
[1]电动汽车锂离子电池分选方法的研究[D]. 刘婉晴.华北理工大学 2017
[2]时间序列的特征表示与聚类方法研究[D]. 熊英志.重庆大学 2016
[3]电动汽车锂动力电池分选及成组技术研究[D]. 吴伟静.吉林大学 2015
[4]电池配组算法研究与系统实现[D]. 郦柏金.杭州电子科技大学 2014
本文编号：3489822
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