【摘要】：隨著環(huán)境污染和能源短缺問題的日趨嚴(yán)重,并且根據(jù)《中國制造2025》政策中對發(fā)展節(jié)能與新能源汽車的要求,發(fā)展電動汽車已經(jīng)成為未來交通的必然趨勢。鋰離子電池目前為電動汽車的主要供能設(shè)備,為避免電動汽車因鋰離子電池壽命衰退至失效閾值而發(fā)生故障,科學(xué)準(zhǔn)確地預(yù)測鋰離子電池剩余使用壽命(RUL)成為了電池管理系統(tǒng)(BMS)中關(guān)鍵技術(shù)之一。本課題針對鋰離子電池RUL預(yù)測重點完成如下幾個工作:首先,深入研究了鋰離子電池劣化機(jī)理。本文從鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)出發(fā),分析引起其老化的內(nèi)部因素,同時給出影響其RUL的5個外部因素并分別對它們進(jìn)行分析,引出鋰離子電池的2個直接健康指標(biāo),并對它們進(jìn)行分析介紹。其次,基于鋰離子電池充電數(shù)據(jù)提取了一個新健康指標(biāo)(HI)來預(yù)測電池RUL。本文為解決在線預(yù)測鋰離子電池RUL時直接測量其實際容量比較困難的問題,通過分析NASA PCoE中心和馬里蘭大學(xué)CALCE中心提供的鋰離子電池數(shù)據(jù),提出一種基于鋰離子電池充電數(shù)據(jù)的HI提取和優(yōu)化的方法框架;同時使用Pearson相關(guān)性分析法和Spearman秩相關(guān)分析法分析容量與提取的HI之間的相關(guān)性,并利用Box-Cox變換方法對提取的HI進(jìn)行優(yōu)化;最后基于提取的新HI實現(xiàn)電池容量的準(zhǔn)確估計。最后,建立了基于粒子群優(yōu)化(PSO)的多核支持向量機(jī)(MSVM)模型,成功完成對鋰離子電池RUL的準(zhǔn)確預(yù)測。本文為解決支持向量機(jī)(SVM)模型采用傳統(tǒng)的單核核函數(shù)導(dǎo)致預(yù)測精度低并且泛化性弱的問題,提出一種基于多項式核和徑向基核凸組合形式的MSVM;并且使用PSO算法完成對MSVM模型參數(shù)的優(yōu)化,提高了模型的預(yù)測精度;最后基于NASA PCoE中心以及馬里蘭大學(xué)CALCE中心電池實驗數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行驗證,驗證結(jié)果顯示,基于PSO算法優(yōu)化的MSVM模型的預(yù)測精度及泛化性都得到了很好的提高。本文提出的新HI和PSO-MSVM模型可以為電池的安全管理和其它安全系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù),并且可以成功完成對鋰離子電池RUL的準(zhǔn)確預(yù)測。本課題研究對電動汽車BMS開發(fā)具有一定的參考價值。
【圖文】：

2 RUL 預(yù)測方法大致學(xué)反應(yīng)機(jī)理，然后基型即電化學(xué)模型，此態(tài)模擬系統(tǒng)的工作狀它同樣可以模擬其型要是基于鋰離子電池。Sank S 等[3]根據(jù)固構(gòu)建了鋰離子電池退AV 等[4]從電池系統(tǒng)劣化機(jī)理對整個電池

圖 2-1 鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖子電池通常是由以下 5 個部分構(gòu)成，從外到內(nèi)分別為：①電電池起保護(hù)性作用的外部金屬材料，目前電池的外殼主要有鐵殼等；②集流體：指可以匯集電流的部分，鋰離子電池的集流體材料分別為鋁箔與銅箔；③正負(fù)極材料：鋰離子電池料的主要組成成分通常是兩種不一樣的鋰離子嵌入化合物，用的是具有鋰離子的化合物，負(fù)極材料用石墨或者是類似于電解液：通常情況下由溶劑、溶質(zhì)以及特殊添加劑三個部分電子有很好的絕緣效果對于離子具有很好的導(dǎo)電效果，其主電池的正極和負(fù)極之間運輸Li＋以及傳導(dǎo)電流；⑤隔膜：一種脂做成的微孔膜，通常呈網(wǎng)狀，其作用是用來分隔正負(fù)極，造成短路，，一般情況下，Li＋能夠通過隔膜，而電子不可以。正負(fù)極材料碾壓在相應(yīng)的集流體上制成正負(fù)極片。酸鋰離子電池為例，當(dāng)其充電時Li＋會由正極的2LiCoO 里面
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 晏婷婷;郭小明;;廢舊鋰離子電池回收處理技術(shù)的研究進(jìn)展[J];江西化工;2018年06期

2 楊杰;王婷;杜春雨;閔凡奇;呂桃林;張熠霄;晏莉琴;解晶瑩;尹鴿平;;鋰離子電池模型研究綜述[J];儲能科學(xué)與技術(shù);2019年01期

3 高飛;朱艷麗;齊創(chuàng);王松岑;楊凱;;鋰離子電池安全事故激源淺析[J];電源技術(shù);2019年03期

4 黃兵;;高電壓鋰離子電池組充電模式改造方案——鋰離子電池管理研究之二[J];中國金屬通報;2018年12期

5 黃紅軍;張曉雪;;回收廢舊鋰離子電池中有價組分的研究現(xiàn)狀[J];電源技術(shù);2019年04期

6 蘇芳;李相哲;徐祖宏;;新一代動力鋰離子電池研究進(jìn)展[J];電源技術(shù);2019年05期

7 周會會;宋鵬;蘇文彬;;鋰離子電池火災(zāi)的滅火技戰(zhàn)術(shù)研究[J];武警學(xué)院學(xué)報;2017年12期

8 ;全球首部《鋰離子電池企業(yè)安全生產(chǎn)規(guī)范》發(fā)布[J];中國有色金屬;2018年03期

9 李鎮(zhèn);;鋰離子電池安全相關(guān)因素分析[J];電子世界;2018年12期

10 顧琮鈺;孫均利;;三元鋰離子電池火災(zāi)危險性分析[J];消防技術(shù)與產(chǎn)品信息;2018年07期

相關(guān)會議論文 前10條

1 連麗玲;李春南;黃奕釗;;新形勢下對鋰離子電池檢測標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重點及不足的思考[A];探索科學(xué)2016年6月學(xué)術(shù)研討[C];2016年

2 周恒輝;祁麗亞;信躍龍;楊程凱;吳愷;;構(gòu)建自支撐柔性高能密度鋰離子電池電極[A];中國化學(xué)會第30屆學(xué)術(shù)年會摘要集-第三十分會：化學(xué)電源[C];2016年

3 孫維yN;于川茗;梁靜;陶占良;陳軍;;花狀二硫化鉬的制備及鋰離子電池性能的研究[A];第七屆全國物理無機(jī)化學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2016年

4 余小清;陳國喜;鄒嘉林;陳東云;王宣懿;;基于ANSYS的18650鋰離子電池單體穩(wěn)態(tài)熱分析[A];2017年中國汽車先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用大會論文集（《汽車實用技術(shù)》2017年第7期）[C];2017年

5 安宇鵬;張U

本文編號：2626479