本文關(guān)鍵詞：基于SOC的串聯(lián)儲(chǔ)能鋰電池組均衡策略研究

  更多相關(guān)文章： 電池均衡策略 極限學(xué)習(xí)機(jī) SoC估算 Buck-Boost電路

【摘要】：由于單體電池電壓、容量有限,為了滿足電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能電站等系統(tǒng)對(duì)于功率、電壓的要求,需要將多節(jié)電池單體串聯(lián)成電池組為設(shè)備進(jìn)行供能。然而電池的不一致性會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電池組容量利用率降低,嚴(yán)重影響了儲(chǔ)能設(shè)備的循環(huán)壽命和使用成本。因此,串聯(lián)儲(chǔ)能鋰電池組均衡技術(shù)可以消除組內(nèi)電池單體之間的不一致性,減緩儲(chǔ)能電池組容量的衰減,具有重大的研究意義。在對(duì)電池組不一致性的深入研究基礎(chǔ)上,通過(guò)分析各類均衡方式的優(yōu)缺點(diǎn),本文選定Buck-Boost電路作為均衡主拓?fù)?提出了基于一種基于電池荷電狀態(tài)(State of Charge, SOC)的雙向主動(dòng)均衡控制策略,完成了均衡控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)其可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。完成的具體工作如下：1.以磷酸鐵鋰電池為對(duì)象研究了其電池特性,分析了引起電池組不一致性的主要原因。利用電池監(jiān)控系統(tǒng)完成了磷酸鐵鋰電池在不同電流下的充放電實(shí)驗(yàn),獲得實(shí)時(shí)測(cè)量的電壓、電流。通過(guò)分析電池的各項(xiàng)參數(shù)特性,最終選取SOC作為控制策略的均衡變量。2.針對(duì)傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法在磷酸鐵鋰電池的SOC估算中存在計(jì)算復(fù)雜、學(xué)習(xí)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題,提出了一種新的基于ELM(Extreme Learning Machine)的電池SOC估算方法。運(yùn)用實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試,并將預(yù)測(cè)效果與BP(Back Propagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)效果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了ELM在電池SOC估算中的可行性和優(yōu)越性。3.對(duì)已有的均衡電路拓?fù)溥M(jìn)行對(duì)比分析,選擇以雙向Buck-Boost電路作為主動(dòng)均衡控制系統(tǒng)的主拓?fù)�。結(jié)合極限學(xué)習(xí)機(jī)在電池SOC預(yù)測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用,提出了一種以SOC作為均衡判據(jù)的主動(dòng)均衡控制策略,可以實(shí)現(xiàn)鋰電池組在不同工作狀態(tài)下的主動(dòng)均衡,并在Matlab/SimPowerSystem仿真環(huán)境中搭建了此均衡系統(tǒng),驗(yàn)證了雙向主動(dòng)均衡控制方法的準(zhǔn)確性和高效性。4.采用主-從式的均衡系統(tǒng)架構(gòu)對(duì)其硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了雙向Buck-Boost電路良好的均衡性能。此外,對(duì)輔助均衡電源電路板進(jìn)行了制作和調(diào)試。
【關(guān)鍵詞】：電池均衡策略 極限學(xué)習(xí)機(jī) SoC估算 Buck-Boost電路
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 均衡控制策略研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 均衡拓?fù)溲芯楷F(xiàn)狀12-19
• 1.3.1 被動(dòng)均衡技術(shù)13-14
• 1.3.2 主動(dòng)均衡技術(shù)14-19
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容及論文的基本框架19-21
• 第二章 串聯(lián)鋰電池組不一致性問(wèn)題分析21-28
• 2.1 引言21-22
• 2.2 不一致性的產(chǎn)生原因和消除方法22-24
• 2.2.1 生產(chǎn)工藝引起的不一致性22
• 2.2.2 使用過(guò)程中引起的不一致性22-24
• 2.2.3 消除不一致性的方法24
• 2.3 磷酸鐵鋰電池的特性參數(shù)24-26
• 2.4 均衡變量的選擇26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 基于ELM的鋰電池SOC建模28-38
• 3.1 引言28
• 3.2 SOC估算方法分析28-30
• 3.2.1 安時(shí)積分法29
• 3.2.2 開(kāi)路電壓法29
• 3.2.3 電池內(nèi)阻法29-30
• 3.2.4 卡爾曼濾波法30
• 3.3 極限學(xué)習(xí)機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法30-33
• 3.4 基于ELM的SOC估算實(shí)驗(yàn)33-37
• 3.4.1 SOC估算模型的建立33-34
• 3.4.2 基于ELM的建模流程34-35
• 3.4.3 仿真實(shí)驗(yàn)以及結(jié)果分析35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 雙向主動(dòng)均衡控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)38-48
• 4.1 引言38
• 4.2 以SOC為均衡變量的判定方法38-39
• 4.3 雙向主動(dòng)均衡控制策略分析39-41
• 4.4 均衡電路能量效率分析41-42
• 4.5 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析42-47
• 4.5.1 充電狀態(tài)的仿真實(shí)驗(yàn)43-46
• 4.5.2 靜置狀態(tài)的仿真實(shí)驗(yàn)46-47
• 4.6 本章小結(jié)47-48
• 第五章 均衡控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)48-57
• 5.1 引言48-49
• 5.2 均衡電路板硬件設(shè)計(jì)49-53
• 5.2.1 均衡電路設(shè)計(jì)49-50
• 5.2.2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)50-51
• 5.2.3 均衡電路調(diào)試51-53
• 5.3 均衡輔助電源設(shè)計(jì)53-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 第六章 結(jié)論與展望57-58
• 6.1 論文總結(jié)57
• 6.2 研究展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 致謝63-64
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文情況64

【相似文獻(xiàn)】

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