纯电动汽车锂离子动力电池SOH估算方法研究
发布时间：2022-02-18 22:52
面对严峻的全球资源紧缺和不断恶化的环境污染问题,以锂离子电池为主要动力来源的纯电动汽车的研究和开发逐渐引起了各汽车生产厂家的密切关注。准确地对锂离子动力电池的SOH（State of Health,健康状态）进行实时、在线地精确估算,在保障车辆电子电气系统的安全运行、延长动力电池的使用寿命、提高整车续驶里程等方面具有重大的意义。本文基于NASA PCoE研究中心提供的锂离子电池循环寿命实验数据,通过相关性分析方法提取和筛选健康因子（Health Indicator,HI）,作为多项式回归模型的输入,以实现对锂离子SOH的精确估算。首先,在锂离子电池恒流充电过程的前期,提取等幅压升时间（电池路端电压位于3.90V～3.95V、3.95V～4.00V及4.00V～4.05V之间的时间间隔）作为估算SOH的健康因子,在仅使用二项式回归拟合的情况下,均方根误差RMSE控制在0.04以下,模型适应度系数R2高于0.98,相对误差控制在±2%之内。然后,在锂离子电池恒压充电过程的中期,提取等幅流降时间（从0.75A下降至0.25A所经历的时间和从0.50A下降至0.25A所经历的时间）作为估算SO...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 锂离子电池SOH研究现状
1.2.1 基于模型的方法
1.2.2 基于数据驱动的方法
1.3 目前存在的问题
1.4 研究思路与论文组织结构
1.4.1 研究思路
1.4.2 论文组织结构
第2章 锂离子电池劣化研究
2.1 锂离子工作原理及组成结构
2.1.1 锂离子电池工作原理
2.1.2 锂离子电池组成结构
2.2 锂离子电池劣化机理研究
2.2.1 影响锂离子电池劣化的内部因素
2.2.2 影响锂离子电池劣化的外部因素
2.3 锂离子电池SOH定义
2.3.1 基于内阻的定义
2.3.2 基于容量的定义
2.4 锂离子电池健康因子研究
2.4.1 直接健康因子
2.4.2 间接健康因子
2.5 本章小结
第3章 锂离子电池劣化实验及数据分析
3.1 锂离子电池循环寿命实验
3.1.1 实验方案
3.1.2 实验流程
3.1.3 实验系统
3.2 锂离子电池充电数据分析
3.2.1 电压数据分析
3.2.2 电流数据分析
3.2.3 温度数据分析
3.3 数据预处理
3.4 本章小节
第4章 锂离子动力电池SOH估算
4.1 锂离子电池SOH估算模型
4.1.1 多项式回归模型
4.1.2 模型评估方法
4.2 基于充电电压特征的SOH估算
4.2.1 电压特征分析与健康因子提取
4.2.2 健康因子拟合结果与分析
4.3 基于充电电流特征的SOH估算
4.3.1 电流特征分析与健康因子提取
4.3.2 健康因子拟合结果与分析
4.4 基于充电温度特征的SOH估算
4.4.1 温度特征分析与健康因子提取
4.4.2 健康因子拟合结果与分析
4.5 本章小节
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于等压差充电时间的锂离子电池寿命预测[J]. 刘健,陈自强,黄德扬,郑昌文,周诗尧,姜余. 上海交通大学学报. 2019(09)
[2]锂离子电池健康状态多因子在线估计方法[J]. 陈猛,乌江,焦朝勇,陈继忠,张在平. 西安交通大学学报. 2020(01)
[3]基于PCA-NARX的锂离子电池剩余使用寿命预测[J]. 庞晓琼,王竹晴,曾建潮,贾建芳,史元浩,温杰. 北京理工大学学报. 2019(04)
[4]基于等幅度充电时间的锂离子电池健康状态估计[J]. 林甜甜,陈自强,刘健. 装备环境工程. 2018(12)
[5]基于充电电流数据的锂电池容量估计[J]. 高栋,黄妙华,周亚鹏. 电源技术. 2018(10)
[6]锂离子电池电化学建模及其简化方法[J]. 李光远,马彦. 吉林大学学报(信息科学版). 2018(03)
[7]锂离子电池静置下阶跃放电电流动态模型[J]. 祖海鹏,刘旭,杨耕,孙孝峰. 电源学报. 2019(02)
[8]多应力作用下锂离子电池老化模型[J]. 张雅琨,苏来锁,王彩娟,宋杨,李哲. 电源技术. 2018(01)
[9]基于蚁群神经网络算法的电池健康状态估计[J]. 肖仁鑫,李沛森,李晓宇,王泽林. 电源技术. 2017(06)
[10]磷酸铁锂电池充电后静置的电压预测方法[J]. 李礼夫,张东羽. 科学技术与工程. 2017(05)
博士论文
[1]动力锂离子电池组寿命影响因素及测试方法研究[D]. 时玮.北京交通大学 2014
硕士论文
[1]电动汽车动力电池的健康状态与荷电估计研究[D]. 方健豪.河南科技大学 2018
[2]电动汽车动力锂离子电池健康状态估计方法研究[D]. 马力旺.长安大学 2018
[3]基于数据驱动方法的锂离子电池健康状态估计[D]. 孙猛猛.昆明理工大学 2018
[4]锂离子电池快速充电系统的设计[D]. 靳启源.湖南大学 2017
[5]电动汽车动力锂离子电池健康状态估计研究[D]. 罗卫兴.重庆交通大学 2017
[6]电动汽车锂离子电池健康状态估计及寿命预测方法研究[D]. 周秀文.吉林大学 2016
[7]电动汽车动力电池SOH在线实时估计算法研究[D]. 汤露曦.广东工业大学 2015
[8]纯电动汽车锂电池组健康状态（SOH）的估计研究[D]. 康燕琼.北京交通大学 2015
[9]电动汽车锂离子动力电池健康状态估计方法研究[D]. 黄业伟.合肥工业大学 2014
[10]动力锂离子电池组SOH估计方法研究[D]. 薛辉.吉林大学 2013
本文编号：3631702
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 锂离子电池SOH研究现状
1.2.1 基于模型的方法
1.2.2 基于数据驱动的方法
1.3 目前存在的问题
1.4 研究思路与论文组织结构
1.4.1 研究思路
1.4.2 论文组织结构
第2章 锂离子电池劣化研究
2.1 锂离子工作原理及组成结构
2.1.1 锂离子电池工作原理
2.1.2 锂离子电池组成结构
2.2 锂离子电池劣化机理研究
2.2.1 影响锂离子电池劣化的内部因素
2.2.2 影响锂离子电池劣化的外部因素
2.3 锂离子电池SOH定义
2.3.1 基于内阻的定义
2.3.2 基于容量的定义
2.4 锂离子电池健康因子研究
2.4.1 直接健康因子
2.4.2 间接健康因子
2.5 本章小结
第3章 锂离子电池劣化实验及数据分析
3.1 锂离子电池循环寿命实验
3.1.1 实验方案
3.1.2 实验流程
3.1.3 实验系统
3.2 锂离子电池充电数据分析
3.2.1 电压数据分析
3.2.2 电流数据分析
3.2.3 温度数据分析
3.3 数据预处理
3.4 本章小节
第4章 锂离子动力电池SOH估算
4.1 锂离子电池SOH估算模型
4.1.1 多项式回归模型
4.1.2 模型评估方法
4.2 基于充电电压特征的SOH估算
4.2.1 电压特征分析与健康因子提取
4.2.2 健康因子拟合结果与分析
4.3 基于充电电流特征的SOH估算
4.3.1 电流特征分析与健康因子提取
4.3.2 健康因子拟合结果与分析
4.4 基于充电温度特征的SOH估算
4.4.1 温度特征分析与健康因子提取
4.4.2 健康因子拟合结果与分析
4.5 本章小节
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于等压差充电时间的锂离子电池寿命预测[J]. 刘健,陈自强,黄德扬,郑昌文,周诗尧,姜余. 上海交通大学学报. 2019(09)
[2]锂离子电池健康状态多因子在线估计方法[J]. 陈猛,乌江,焦朝勇,陈继忠,张在平. 西安交通大学学报. 2020(01)
[3]基于PCA-NARX的锂离子电池剩余使用寿命预测[J]. 庞晓琼,王竹晴,曾建潮,贾建芳,史元浩,温杰. 北京理工大学学报. 2019(04)
[4]基于等幅度充电时间的锂离子电池健康状态估计[J]. 林甜甜,陈自强,刘健. 装备环境工程. 2018(12)
[5]基于充电电流数据的锂电池容量估计[J]. 高栋,黄妙华,周亚鹏. 电源技术. 2018(10)
[6]锂离子电池电化学建模及其简化方法[J]. 李光远,马彦. 吉林大学学报(信息科学版). 2018(03)
[7]锂离子电池静置下阶跃放电电流动态模型[J]. 祖海鹏,刘旭,杨耕,孙孝峰. 电源学报. 2019(02)
[8]多应力作用下锂离子电池老化模型[J]. 张雅琨,苏来锁,王彩娟,宋杨,李哲. 电源技术. 2018(01)
[9]基于蚁群神经网络算法的电池健康状态估计[J]. 肖仁鑫,李沛森,李晓宇,王泽林. 电源技术. 2017(06)
[10]磷酸铁锂电池充电后静置的电压预测方法[J]. 李礼夫,张东羽. 科学技术与工程. 2017(05)
博士论文
[1]动力锂离子电池组寿命影响因素及测试方法研究[D]. 时玮.北京交通大学 2014
硕士论文
[1]电动汽车动力电池的健康状态与荷电估计研究[D]. 方健豪.河南科技大学 2018
[2]电动汽车动力锂离子电池健康状态估计方法研究[D]. 马力旺.长安大学 2018
[3]基于数据驱动方法的锂离子电池健康状态估计[D]. 孙猛猛.昆明理工大学 2018
[4]锂离子电池快速充电系统的设计[D]. 靳启源.湖南大学 2017
[5]电动汽车动力锂离子电池健康状态估计研究[D]. 罗卫兴.重庆交通大学 2017
[6]电动汽车锂离子电池健康状态估计及寿命预测方法研究[D]. 周秀文.吉林大学 2016
[7]电动汽车动力电池SOH在线实时估计算法研究[D]. 汤露曦.广东工业大学 2015
[8]纯电动汽车锂电池组健康状态（SOH）的估计研究[D]. 康燕琼.北京交通大学 2015
[9]电动汽车锂离子动力电池健康状态估计方法研究[D]. 黄业伟.合肥工业大学 2014
[10]动力锂离子电池组SOH估计方法研究[D]. 薛辉.吉林大学 2013
本文编号：3631702
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