鋰離子電池憑借清潔、穩(wěn)定等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于了各個(gè)領(lǐng)域,同時(shí)對(duì)鋰電池的預(yù)測(cè)和健康管理也成為必要性工作。隨著充放電過(guò)程的進(jìn)行,鋰離子電池的性能不斷地退化,剩余使用壽命（Remaining Useful Life,RUL）不斷縮短。因此,預(yù)測(cè)鋰電池的RUL成為了評(píng)估健康狀態(tài)的重要方法。目前已有的鋰電池RUL的預(yù)測(cè)方法包括基于模型的方法和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法�；谀Ｐ偷姆椒ㄍ枰獙�(duì)鋰電池的性能退化過(guò)程有詳細(xì)的了解以建立退化模型,而建立的模型通常較為復(fù)雜且泛化性能有限。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法則通過(guò)歷史數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行RUL預(yù)測(cè),而不需要對(duì)具體退化過(guò)程有深入的了解。本文從數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)方法出發(fā),根據(jù)電池運(yùn)行過(guò)程的歷史數(shù)據(jù)通過(guò)以深度學(xué)習(xí)為核心的方法對(duì)鋰電池的RUL預(yù)測(cè)進(jìn)行研究,主要的研究工作如下:首先,提出了一種基于長(zhǎng)短時(shí)記憶（Long-Short Term Memory,LSTM）結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)鋰電池的容量序列進(jìn)行預(yù)測(cè)以實(shí)現(xiàn)RUL的預(yù)測(cè)。通過(guò)LSTM結(jié)構(gòu)擬合鋰電池容量的退化趨勢(shì),提取容量序列中體現(xiàn)的退化特性,對(duì)未來(lái)容量變化做出預(yù)測(cè)以確定RUL的終止周期。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了預(yù)測(cè)模型在容量序列預(yù)測(cè)中的有效性,... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

CALCE電池容量退化曲線

圖 2-1 CALCE 電池容量退化曲線量退化曲線可以看到，鋰離子電池容量在開(kāi)始階段時(shí)的衰減在容量衰減到一定程度之后，衰減速度會(huì)急速提升，此時(shí)電點(diǎn)，之后由于已經(jīng)達(dá)到使用壽命終止閾值，容量衰減不再考慮線可以看到，容量序列數(shù)據(jù)中存在明顯的離群異常值點(diǎn)，可里根據(jù)拉伊達(dá)準(zhǔn)則，計(jì)算容量前后周期變化的差值，并統(tǒng)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)差 ，去除掉差值在區(qū)間( 3 , 3 )之外的周期容行了去噪處理。去除異常值點(diǎn)后的容量退化曲線如圖 2-2 所示

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文NASA 電池退化數(shù)據(jù)集來(lái)自于 18650 鋰離子電池，在室溫條件下通過(guò)對(duì)進(jìn)行充電、放電和測(cè)量阻抗三種操作得到。其中，充電過(guò)程為在恒流 1.5A下充電至電壓達(dá)到 4.2V，之后恒壓狀態(tài)下充電電流下降至 20mA。放電過(guò)將電池分別以 2A 的恒定電流進(jìn)行放電，直至下降至各自規(guī)定的電壓。之電池進(jìn)行 0.1Hz 至 5kHz 的電化學(xué)阻抗譜掃描進(jìn)行阻抗的測(cè)量。在對(duì) NA據(jù)集進(jìn)行的相關(guān)研究中，通常將退化至額定容量的 70%時(shí)的放電周期數(shù)設(shè)電池的 RUL 終止點(diǎn)。NASA 數(shù)據(jù)集其中一組同種電池的容量退化曲線如圖 所示。和 CALCE 數(shù)據(jù)集中明顯的異常容量周期點(diǎn)不同，NASA 數(shù)據(jù)集中的現(xiàn)象更加頻繁，這是由于在鋰電池充放電測(cè)試過(guò)程中發(fā)生了自充電現(xiàn)象，部分周期出現(xiàn)了容量上升的現(xiàn)象。


本文編號(hào)：2902903