【摘要】：鋰離子電池因具有能量密度高、循環(huán)壽命長和充放電平臺高等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于電力儲能、電動汽車和通訊系統(tǒng)中。然而,考慮到電池的功率、能量、衰退速度和安全性等因素,電動汽車或儲能應(yīng)用場景下的鋰離子電池通常都不會在容量的全區(qū)間實用。在選定分區(qū)間內(nèi)使用的鋰離子電池,其衰退性能會受到多種因素的影響,在不同的區(qū)間應(yīng)力下表現(xiàn)出不同的容量衰退軌跡�；诖�,本文對不同區(qū)間應(yīng)力下鋰離子電池的循環(huán)衰退性能進(jìn)行了研究,具體內(nèi)容如下:以2.75Ah 18650型號三元材料電池為研究對象,基于電池實際運(yùn)行工況和衰退機(jī)理,分別按照實用區(qū)間、相變區(qū)間和20%放電深度(DOD)區(qū)間劃分了 11個不同SOC循環(huán)區(qū)間。參考國內(nèi)外通用的鋰離子電池測試手冊,設(shè)計了電池分區(qū)間循環(huán)壽命測試以及不同溫度下性能測試的實驗規(guī)程。選取28塊同一批次的鋰離子電池,開展了為期15個月的循環(huán)老化實驗和性能測試實驗。基于測試數(shù)據(jù)對比分析了 3類分區(qū)間的容量衰退結(jié)果,劃分電池老化的不同階段。總結(jié)了電池內(nèi)阻、容量增量曲線和容量再生現(xiàn)象隨循環(huán)次數(shù)的變化規(guī)律,并給出容量再生的機(jī)理解釋。分別分析了恒壓充電過程、分區(qū)間特征和相變過程等因素對不同區(qū)間下電池老化的影響。利用Keras深度學(xué)習(xí)庫完成了基于LSTMRNN網(wǎng)絡(luò)的鋰離子電池分區(qū)間循環(huán)衰退模型的搭建、初始化和訓(xùn)練過程。基于測試區(qū)間數(shù)據(jù),實現(xiàn)了任意給定區(qū)間下電池循環(huán)容量的高精度預(yù)測,極大地減少了測試時間。通過參數(shù)搜索得到模型的最優(yōu)超參數(shù)組合,并利用快照集成方法對不同極小值處的模型進(jìn)行融合,進(jìn)一步提高模型精度�？紤]動力電池實際運(yùn)行工況,提取容量增量曲線峰值高度和峰值位置電壓兩個健康狀態(tài)特征參數(shù),與電池容量同時作為多輸出高斯過程回歸模型的輸出,對電池容量進(jìn)行估計。分別采用單一核函數(shù)和組合核函數(shù)來探究不同協(xié)方差函數(shù)對模型輸出和準(zhǔn)確度的貢獻(xiàn);采用多種關(guān)聯(lián)分析方法,對特征參數(shù)和電池容量進(jìn)行相關(guān)性分析,驗證了特征選取的正確性以及多輸出高斯回歸方法的優(yōu)勢;針對歷史數(shù)據(jù)匱乏的情況,對訓(xùn)練數(shù)據(jù)比例和估計準(zhǔn)確性的關(guān)系進(jìn)行研究。最后利用多輸出高斯過程回歸算法實現(xiàn)了電池組內(nèi)單體剩余壽命的高精度預(yù)測。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM912
【圖文】：

圖１－３鋰離子電池充電曲線特征逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｃｈａｒｇｅ邋ｃｕｒｖｅ邋ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ邋ｏｆ邋ｌｉｔｈｉｕｍ邋ｉｏｎ邋ｂａｔｔｅｒｉｅｓ逡逑

礴論文總體結(jié)構(gòu)

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【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2766291