锂离子动力电池剩余可用能量预测方法研究

发布时间：2022-02-24 15:21

　　锂离子动力电池的能量状态与剩余可用能量的准确估计对于电动汽车来说仍然是一个具有挑战性的问题,是电动汽车能量管理的基础,尤其是对电动汽车的剩余续驶里程的估计至关重要。因此,有必要进行专门的研究。本文以锂离子动力电池作为研究对象,围绕电池的能量特性展开研究。基于锂离子动力电池的能量状态与能量转化效率MAP提出了一种剩余可用能量预测的方法。首先,基于分数阶微积分理论与电化学阻抗谱相关理论确立电池模型的结构,并使用递推最小二乘算法实现电池模型参数的在线辨识,为建立电池能量状态估计器提供模型基础。接着,为了克服锂离子动力电池传统的能量状态定义的不足,提出了一种基于热力学第一定律的能量状态定义,考虑了电池充放电过程中的化学能、电能与热能之间的转化。然后,为了解决应用中的随机动态电池系统存在不可避免的噪声、噪声的不确定性以及状态估计器不收敛等问题,基于电池模型、平方根无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman Filter,UKF）算法及噪声统计特性估计,建立了平方根自适应无迹卡尔曼滤波（Square Root-Adaptive Unscented Kalman Filter,SR-AUKF）... 

【文章来源】：湖南大学湖南省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 电动汽车的发展
        1.1.2 锂离子动力电池介绍
        1.1.3 动力电池剩余可用能量预测的问题
    1.2 与本研究相关的国内外研究现状综述
        1.2.1 锂离子动力电池模型研究现状
        1.2.2 动力电池能量状态估计方法研究现状
        1.2.3 动力电池剩余可用能量预测方法研究现状
    1.3 主要研究内容与论文结构
第2章 锂离子动力电池建模与参数辨识
    2.1 锂离子动力电池测试系统与实验数据库
        2.1.1 动力电池测试系统
        2.1.2 测试程序与实验数据库
    2.2 锂离子动力电池建模
        2.2.1 锂离子动力电池工作过程分析
        2.2.2 建模理论介绍与模型结构的确定
    2.3 动力电池模型参数辨识方法
    2.4 动力电池模型效果验证
    2.5 本章小结
第3章 锂离子动力电池能量状态估计方法研究
    3.1 基于热力学第一定律的能量状态定义
    3.2 基于电池模型与SR-AUKF的能量状态估计
        3.2.1 SR-AUKF算法
        3.2.2 动力电池能量状态的估计过程
    3.3 动态工况下能量状态估计效果验证
    3.4 本章小结
第4章 锂离子动力电池剩余可用能量预测方法研究
    4.1 动力电池能量特性分析
        4.1.1 不同放电倍率下的能量特性
        4.1.2 不同温度下的能量特性
        4.1.3 能量特性分析
    4.2 动力电池能量转化率研究
    4.3 基于能量状态与能量转换率的剩余可用能量预测
    4.4 动力电池剩余可用能量预测效果验证
    4.5 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]中国新能源汽车的研发及展望[J]. 欧阳明高.  科技导报. 2016(06)
[2]北京电动出租车与燃油出租车生命周期环境影响比较研究[J]. 施晓清,孙赵鑫,李笑诺,李金香,杨建新.  环境科学. 2015(03)
[3]基于电池能量状态估计和车辆能耗预测的电动汽车续驶里程估计方法研究[J]. 刘光明,欧阳明高,卢兰光,韩雪冰,谷靖.  汽车工程. 2014(11)
[4]锂离子电池开路电压温度系数的测试与分析[J]. 翟文波,史晓妍,朱蕾.  电源技术. 2013(11)
[5]权威解读《节能与新能源汽车产业发展规划（20122020）》[J]. 贾翔.  汽车纵横. 2012(08)
[6]带噪声统计估计器的Unscented卡尔曼滤波器设计[J]. 赵琳,王小旭,薛红香,夏全喜.  控制与决策. 2009(10)

博士论文
[1]面向电动汽车续驶里程估计的电池剩余放电能量预测研究[D]. 刘光明.清华大学 2015
[2]基于锂离子动力电池的纯电动汽车能量管理系统控制策略与优化[D]. 董冰.吉林大学 2014



本文编号：3642995