基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的鋰離子電池壽命預(yù)測研究
發(fā)布時間:2021-10-27 08:16
鋰離子電池的循環(huán)壽命預(yù)測一直是電池健康管理系統(tǒng)的重點(diǎn),尋找一種快速精確的預(yù)測方法對使用鋰離子電池作為電源裝置的設(shè)備具有重要意義。目前,針對鋰離子電池的循環(huán)壽命預(yù)測,國內(nèi)外已經(jīng)展開了大量的研究工作,主要分為基于物理模型和基于數(shù)據(jù)驅(qū)動兩種方法。以粒子濾波為代表的傳統(tǒng)鋰離子電池循環(huán)壽命預(yù)測方法大多依賴于物理或經(jīng)驗?zāi)P。然而在基于這種模型的觀測方程中,沒有充分考慮不同工況下單個電池的適應(yīng)性和準(zhǔn)確性,同時由于電池內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)比較復(fù)雜,很難通過傳感器精確測得各參數(shù)的值,這限制了物理模型的發(fā)展。除此之外,因為傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)驅(qū)動方法沒有考慮前后數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系,對鋰離子電池循環(huán)壽命的預(yù)測往往精度不高。因此,本文以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為基礎(chǔ),研究鋰離子電池循環(huán)壽命預(yù)測問題,主要內(nèi)容如下:首先,本文描述了鋰離子電池剩余循環(huán)壽命領(lǐng)域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,對鋰離子電池的工作原理和本質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行了分析,對影響電池實際容量衰減的諸多參數(shù)進(jìn)行了細(xì)致觀察和描述,并指出電池的放電溫度、放電電壓等參數(shù)是影響電池容量的主要因素,同時說明電池的實際容量是表征電池健康狀態(tài)的重要參數(shù)。其次,分別以BP網(wǎng)絡(luò)和NAR網(wǎng)絡(luò)作為靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
鋰離子電池的一種典型結(jié)構(gòu)圖
而不斷變化的電池內(nèi)部參數(shù)。圖 2-2 B5 電池一次完整的充放電循環(huán)從圖 2-2 的放電過程中可以看出,剛開始放電的時候,電池電壓下降相對較快,工作一段時間后,隨著內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)趨于穩(wěn)定,電池的電壓變化非常小或者說幾乎不變,這段時間指的就是電池的平臺電壓。再然后隨著放電的進(jìn)行,電池電壓急劇下降。對獲得的數(shù)據(jù)集進(jìn)行測試可知,在循環(huán)放電過程中,電池電壓和負(fù)載測量電壓會隨著循環(huán)次數(shù)的不斷增加而逐漸降低,并且越到循環(huán)后期,電池達(dá)到放電截止電壓的時刻越早,如圖 2-3 所示(以 B5 電池為例)。(a) 電池電壓變化曲線 (b) 負(fù)載測量電壓變化曲線圖 2-3 電池電壓和負(fù)載測量電壓隨循環(huán)次數(shù)的變化曲線從圖 2-3(a)中可以看出,單次放電循環(huán)條件下,電池?
如 C=800mAh,1C 充電率即充電電流為 800mA),充電電流越大,越短,但是此時電池容量由于內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)需要時間很難短時間內(nèi)充會使電池發(fā)熱嚴(yán)重。過大的放電電流會導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)熱,有可能會造成永久的損害。從圖以看出,電池放電電流越大,放電容量越小,電壓下降越快。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于相關(guān)向量機(jī)的鋰離子電池剩余壽命預(yù)測[J]. 李賽,龐曉瓊,林慧龍,王竹晴. 計算機(jī)工程與設(shè)計. 2018(08)
[2]鋰電池剩余壽命的ELM間接預(yù)測方法[J]. 姜媛媛,劉柱,羅慧,王輝. 電子測量與儀器學(xué)報. 2016(02)
[3]粒子濾波在鋰離子電池剩余壽命預(yù)測中的應(yīng)用[J]. 苗強(qiáng),崔恒娟,謝磊,周雪. 重慶大學(xué)學(xué)報. 2013(08)
[4]改進(jìn)型灰色模型在鉛蓄電池失效預(yù)測中的應(yīng)用[J]. 李剛,謝永成,李光升,程延偉. 電子測量技術(shù). 2011(05)
[5]航天用鋰離子電池性能評估[J]. 鄒連榮,韓文偉,陳猛,解晶瑩. 應(yīng)用科技. 2007(05)
博士論文
[1]基于RVM的鋰離子電池剩余壽命預(yù)測方法研究[D]. 周建寶.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于GSO-ELM的鋰離子電池剩余壽命間接預(yù)測方法研究[D]. 吳婧睿.大連海事大學(xué) 2017
[2]基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的鋰離子電池剩余壽命預(yù)測模型及軟件實現(xiàn)[D]. 朱亮標(biāo).華南理工大學(xué) 2014
[3]基于粒子濾波的鋰離子電池剩余壽命預(yù)測方法研究[D]. 羅悅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[4]鋰離子電池管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 喬立彪.山東大學(xué) 2012
本文編號:3461218
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
鋰離子電池的一種典型結(jié)構(gòu)圖
而不斷變化的電池內(nèi)部參數(shù)。圖 2-2 B5 電池一次完整的充放電循環(huán)從圖 2-2 的放電過程中可以看出,剛開始放電的時候,電池電壓下降相對較快,工作一段時間后,隨著內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)趨于穩(wěn)定,電池的電壓變化非常小或者說幾乎不變,這段時間指的就是電池的平臺電壓。再然后隨著放電的進(jìn)行,電池電壓急劇下降。對獲得的數(shù)據(jù)集進(jìn)行測試可知,在循環(huán)放電過程中,電池電壓和負(fù)載測量電壓會隨著循環(huán)次數(shù)的不斷增加而逐漸降低,并且越到循環(huán)后期,電池達(dá)到放電截止電壓的時刻越早,如圖 2-3 所示(以 B5 電池為例)。(a) 電池電壓變化曲線 (b) 負(fù)載測量電壓變化曲線圖 2-3 電池電壓和負(fù)載測量電壓隨循環(huán)次數(shù)的變化曲線從圖 2-3(a)中可以看出,單次放電循環(huán)條件下,電池?
如 C=800mAh,1C 充電率即充電電流為 800mA),充電電流越大,越短,但是此時電池容量由于內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)需要時間很難短時間內(nèi)充會使電池發(fā)熱嚴(yán)重。過大的放電電流會導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)熱,有可能會造成永久的損害。從圖以看出,電池放電電流越大,放電容量越小,電壓下降越快。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于相關(guān)向量機(jī)的鋰離子電池剩余壽命預(yù)測[J]. 李賽,龐曉瓊,林慧龍,王竹晴. 計算機(jī)工程與設(shè)計. 2018(08)
[2]鋰電池剩余壽命的ELM間接預(yù)測方法[J]. 姜媛媛,劉柱,羅慧,王輝. 電子測量與儀器學(xué)報. 2016(02)
[3]粒子濾波在鋰離子電池剩余壽命預(yù)測中的應(yīng)用[J]. 苗強(qiáng),崔恒娟,謝磊,周雪. 重慶大學(xué)學(xué)報. 2013(08)
[4]改進(jìn)型灰色模型在鉛蓄電池失效預(yù)測中的應(yīng)用[J]. 李剛,謝永成,李光升,程延偉. 電子測量技術(shù). 2011(05)
[5]航天用鋰離子電池性能評估[J]. 鄒連榮,韓文偉,陳猛,解晶瑩. 應(yīng)用科技. 2007(05)
博士論文
[1]基于RVM的鋰離子電池剩余壽命預(yù)測方法研究[D]. 周建寶.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于GSO-ELM的鋰離子電池剩余壽命間接預(yù)測方法研究[D]. 吳婧睿.大連海事大學(xué) 2017
[2]基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的鋰離子電池剩余壽命預(yù)測模型及軟件實現(xiàn)[D]. 朱亮標(biāo).華南理工大學(xué) 2014
[3]基于粒子濾波的鋰離子電池剩余壽命預(yù)測方法研究[D]. 羅悅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[4]鋰離子電池管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 喬立彪.山東大學(xué) 2012
本文編號:3461218
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