為解決能源危機(jī)和環(huán)境污染等問題,新能源的開發(fā)與利用已成為推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新出路,鋰電池作為新能源之一,因其環(huán)保節(jié)能的特點(diǎn)得到了大力的開發(fā)。鋰電池不僅在觸手可及的電子產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用,同時也作為電力能源在汽車和電力行業(yè)得到推廣,電動汽車就是最具代表性的應(yīng)用。對電動汽車而言,精確預(yù)測電池剩余使用壽命,是電動汽車取得與燃油汽車競爭優(yōu)勢的核心問題之一。準(zhǔn)確的SOH(State Of Health)估算可以提供準(zhǔn)確的電池健康狀態(tài),為車輛的行駛安全提供保障,對電池組的使用和及時替換具有著重要的意義。本文研究了交互式多模型對多個單一經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行交互的新算法,并使用無跡粒子濾波提高估算結(jié)果準(zhǔn)確性,具有模型簡單易操作,估算結(jié)果精確性較高,模型穩(wěn)定性更好的優(yōu)勢,具體如下:(1)首先從電化學(xué)角度介紹了鋰電池的工作原理和容量衰減原因,并詳細(xì)分析了對鋰電池SOH造成的影響,主要有充放電倍率、充放電深度、環(huán)境溫度、不一致性和循環(huán)次數(shù)等,針對以上這些影響因素研究人員開發(fā)一系列的鋰電池容量衰減模型,大致包括等效電路模型、機(jī)理模型、數(shù)據(jù)驅(qū)動模型和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?文章從模型參數(shù)確定的復(fù)雜度、估算準(zhǔn)確度、適用性角度分析了各模型存在的優(yōu)缺點(diǎn),最后將經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ妥鳛楸疚牡幕A(chǔ)模型。(2)針對經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦m用對象多為特定工況下的鋰電池,且在電池型號改變時,模型的估算誤差較大這些缺點(diǎn),本文使用交互式多模型算法將各單一經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖嗷ト诤?提高模型的適用性和穩(wěn)定性。又因?yàn)閭鹘y(tǒng)的交互式多模型采用的是卡爾曼濾波,在處理鋰電池這類非線性動態(tài)系統(tǒng)具有很大的誤差,因此本文將無跡粒子濾波和交互式多模型算法相結(jié)合,產(chǎn)生新的算法模型即交互式多模型無跡粒子濾波算法模型。(3)通過MATLAB曲線擬合確定各單一因素模型的參數(shù)初始值,并編寫算法仿真程序,分別對各單一因素模型使用無跡粒子濾波算法和對三個模型使用交互式多模型無跡粒子濾波算法,仿真的結(jié)果顯示,交互式多模型無跡粒子濾波算法相比各單一經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷墓浪憬Y(jié)果在準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性上均具有較好的表現(xiàn)。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM912
【部分圖文】：

圖 1.1 新能源汽車銷量排行Fig 1.1 Sales ranking of new energy vehicles力汽車與純電動汽車使用的電池種類都為鋰離子電池，因此，結(jié)合節(jié)能減排、技術(shù)完善和成本角度看，插電混合式和純電動式較優(yōu)越于其他兩種，但是因?yàn)槌潆娬驹O(shè)備基礎(chǔ)建設(shè)不完善，動力電池成本較高，純電動汽車?yán)m(xù)航里程不足等原因，電動汽車在產(chǎn)業(yè)化的道路上仍然存在很多技術(shù)需要突破。動力電池作為電動汽車能量的直接來源，也是電動汽車的重要組成部分，因此動力電池技術(shù)是電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵[38]。因?yàn)閯恿﹄姵氐男阅芴嵘龑⒂绊戨妱悠嚨牟粩喔纳�，所以選擇合適的動力電池是亟需解決的事。在現(xiàn)有的動力電池中，主要有廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)做備用電源的鉛酸蓄電池、多應(yīng)用于電子產(chǎn)品中做能量來源的鎳氫電池、應(yīng)用于可再生領(lǐng)域的鈉硫電池和鋅空氣電池，還包括發(fā)展較為完善的燃料電池、起步較晚但是發(fā)展空間巨大的超級電容和鋰離子電池等。其中，鋰離子電池因?yàn)榫哂懈叻烹娐�、較大的能量密度、更長的充放電壽命和良好的密封性等優(yōu)點(diǎn)，在電動汽車行業(yè)上得到廣泛的使用。但是，在電動汽車的使用

圖 2.1 方形鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig 2.1 Internal structure of square lithium battery箔與正極相連，石墨通過銅箔與負(fù)極相連，電池正法通過的聚合物隔膜隔開。當(dāng)電池在充電時，正極中進(jìn)入電解液，最終移向石墨負(fù)極。鋰離子 轉(zhuǎn)移的流到石墨負(fù)極，使得石墨負(fù)極的相對電荷為零，達(dá)到的氧化還原反應(yīng)公式為：- --- 磷酸鐵鋰電池在放電時，石墨負(fù)極的鋰離子 脫嵌到正極磷酸鐵鋰，電子 通過負(fù)極、外電路、正極平衡。的電極被氧化還原反應(yīng)公式為：-- 原因

戴維南等效電路模型 (b) PGNV 等效電圖 3.2 電池電路模型Fig 3.2 Battery circuit modeleraolo 等效電路模型就是通過增加串聯(lián) RC 并聯(lián)電路效電路模型串聯(lián)的 RC 電路越多越反應(yīng)電池的真實(shí)隨著階數(shù)的上升而上升。其中 Massimo Ceraolo 等效電路模型，雖然計(jì)算量相對于一階 RC 等效電路大，，因此應(yīng)用較為廣泛，Massimo Ceraolo 等效電路模

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 程澤;呂繼考;劉繼光;王莉;;等效滯回模型在鋰離子電池SOC估計(jì)中的應(yīng)用[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年04期

2 何耀;張陳斌;劉興濤;陳宗海;;基于信息融合的LiFePO_4動力電池組SOC估計(jì)[J];控制與決策;2014年01期

3 曹建華;高大威;宣智淵;魏解元;;車用錳酸鋰電池使用壽命的試驗(yàn)研究[J];汽車工程;2012年08期

4 張劍波;盧蘭光;李哲;;車用動力電池系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與學(xué)科前沿[J];汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào);2012年02期

5 劉云建;李新海;郭華軍;王志興;;荷電態(tài)對錳酸鋰電池儲存性能的影響[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年10期

6 丁冬;吳國良;龐靜;;不同電極面密度鋰離子電池的容量衰減機(jī)理[J];電池;2011年04期

7 曲彥文;張二華;楊靜宇;;改進(jìn)的無跡粒子濾波算法[J];控制理論與應(yīng)用;2010年09期

8 戴海峰;魏學(xué)哲;孫澤昌;;基于等效電路的內(nèi)阻自適應(yīng)鋰離子電池模型[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年01期

9 李佳;張建;張熙貴;楊傳錚;夏保佳;;儲存后鋰離子電池的性能研究[J];電源技術(shù);2009年07期

10 王炯琦;周海銀;吳翊;趙德勇;;基于模型概率的多模型融合定軌建模及仿真[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2008年17期

相關(guān)會議論文 前1條

1 白鵬;田光宇;何向明;陳全世;;鋰離子電池老化失效機(jī)理及優(yōu)化管理方法的理論研究述評[A];2011中國汽車工程學(xué)會年會論文集[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李哲;純電動汽車磷酸鐵鋰電池性能研究[D];清華大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 譚俐;磷酸鐵鋰電池中各關(guān)鍵材料間的相互作用與機(jī)理研究[D];蘇州大學(xué);2013年

2 楊衡;蒙特卡羅模擬優(yōu)化與風(fēng)險決策分析的應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2004年

3 龔海峰;混合動力電動汽車能量存儲系統(tǒng)性能分析與仿真[D];武漢理工大學(xué);2003年

本文編號：2813154