本文關(guān)鍵詞：電動汽車用鋰離子電池健康特征參數(shù)提取方法研究

  更多相關(guān)文章： 鋰離子電池 老化機(jī)理 特征參數(shù)提取 非線性最小二乘法

【摘要】：電動汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展有效地緩解了環(huán)境污染及能源壓力,同時(shí)也產(chǎn)生了一系列的社會問題。電動汽車用鋰離子從電動汽車退役之后的出路是目前亟待解決的問題,梯次利用是降低電池全生命周期成本,提升退役電池可利用價(jià)值的有效手段。梯次利用的關(guān)鍵技術(shù)是退役動力電池健康特征參數(shù)的提取方法以及再成組的聚類方法。本文通過對動力電池在老化過程中,關(guān)鍵特征參數(shù)提取方法的研究,為梯次利用后期的聚類成組提供參數(shù)依據(jù)。單體動力電池低倍率恒流充放電時(shí)的端電壓由正、負(fù)極開路電勢以及過電勢構(gòu)成,在假定過電勢恒定的前提下,得到電池端電壓與正、負(fù)極開路電勢之間的關(guān)系,以此為基礎(chǔ),利用非線性最小二乘法提取到電池特征參數(shù)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在動態(tài)工況情況下,通過擴(kuò)展卡爾曼濾波遞推計(jì)算得到電池近似的開路電壓,再通過正負(fù)極電勢等效電路模型及非線性最小二乘法實(shí)現(xiàn)對正負(fù)極電勢模型中涉及的負(fù)極特征參數(shù)進(jìn)行提取,之后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,提取不同工況下的特征參數(shù),得到各特征參數(shù)在動力電池老化過程中的變化趨勢,通過分析動力電池老化過程中各個特征參數(shù)的性能特點(diǎn)以及溫度、充放電倍率對參數(shù)的影響,以此分析電池材料退化機(jī)理、退化狀態(tài)等詳細(xì)信息,以此作為動力電池梯次利用的理論基礎(chǔ)。基于上述針對電池單體進(jìn)行的研究,在電動汽車動態(tài)工況中,通過不同工況實(shí)驗(yàn)找到可靠的SOC變化區(qū)間以及容量變化量來提取動力電池的總?cè)萘�。進(jìn)一步研究可以提取到特征參數(shù)的電壓區(qū)間,作為電池組中電池單體特征參數(shù)提取的基礎(chǔ)。分別對串聯(lián)電池組進(jìn)行充滿成組方式及放空成組方式的實(shí)驗(yàn),進(jìn)行特征參數(shù)提取,分析成組方式對參數(shù)提取的影響以及特征參數(shù)提取的條件。最后通過哈爾濱公交車運(yùn)行數(shù)據(jù)對本方法進(jìn)行驗(yàn)證。從驗(yàn)證結(jié)果可以看出,該方法具有較好的估計(jì)精度。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 老化機(jī)理 特征參數(shù)提取 非線性最小二乘法
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 鋰離子電池等效模型研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 鋰離子電池參數(shù)提取方法研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 鋰離子電池老化機(jī)理分析研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容14-17
• 第2章 鋰離子電池?cái)?shù)學(xué)模型及健康特征參數(shù)提取17-35
• 2.1 引言17
• 2.2 鋰離子電池結(jié)構(gòu)原理及性能17-19
• 2.3 單體鋰離子電池等效模型及健康特征參數(shù)提取19-34
• 2.3.1 低倍率健康特征參數(shù)提取19-25
• 2.3.2 動態(tài)放電工況健康特征參數(shù)提取25-29
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證29-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 鋰離子電池特征參數(shù)與老化機(jī)制35-48
• 3.1 引言35
• 3.2 鋰離子電池老化實(shí)驗(yàn)方案35-38
• 3.3 鋰離子電池老化機(jī)制38-40
• 3.4 鋰離子電池實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析40-47
• 3.4.1 電池老化過程特征參數(shù)變化規(guī)律40-42
• 3.4.2 倍率對特征參數(shù)性能影響42-45
• 3.4.3 溫度對特征參數(shù)性能影響45-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第4章 電池組中電池單體特征參數(shù)提取方法48-64
• 4.1 引言48
• 4.2 電池組充放電特性48-49
• 4.3 電池組內(nèi)電池單體特征參數(shù)提取49-59
• 4.3.1 低倍率充電工況電池單體容量特征參數(shù)提取49-52
• 4.3.2 低倍率充電工況電池單體電極特征參數(shù)提取52-53
• 4.3.3 動態(tài)放電工況電池單體容量特征參數(shù)提取53-56
• 4.3.4 動態(tài)放電工況電池單體電極特征參數(shù)提取56-59
• 4.4 電池組成組方式對參數(shù)提取的影響59-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第5章 電池組中電池單體特征參數(shù)提取方法驗(yàn)證64-68
• 5.1 引言64
• 5.2 電池組實(shí)驗(yàn)方案及驗(yàn)證64-67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 致謝75

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