基于IC曲線特征參數(shù)的鋰離子電池SOH估計及DSP實現(xiàn).pdf

1、由于電動汽車有較高的能源效率和良好的環(huán)境效益，近年來電動汽車行業(yè)獲得前所未有的發(fā)展。電池老化造成的容量衰退問題是目前制約電動汽車和電池儲能技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。電池的健康狀態(tài)(SOH)是評價電池老化程度的綜合評價指標，與車輛的續(xù)駛里程及功率輸出能力直接相關(guān)，是電池管理系統(tǒng)在線估算的難點之一。容量增量分析是鋰離子電池衰退機理分析的重要方法，揭示了電池外部特性與內(nèi)部變化的關(guān)系。本文主要目的是研究利用容量增量曲線中包含的關(guān)鍵信息建立電池SOH估計模

2、型以及研究在DSP中實現(xiàn)的方法。主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)通過電池壽命循環(huán)實驗分析電池工作原理及老化機理。對比分析了不同因素條件下電池容量增量曲線差異并分析各因素影響結(jié)果。同時對鋰離子電池在老化過程中內(nèi)部變化趨勢和容量增量曲線變化規(guī)律進行研究。分析容量增量曲線變化與電池內(nèi)部變化規(guī)律，獲得利用容量增量曲線獲取電池健康狀態(tài)信息的理論基礎(chǔ)。
　　(2)利用容量增量曲線數(shù)據(jù)提取估算電池健康狀態(tài)的特征參數(shù)。分析容量增量曲線變

3、化規(guī)律，選取曲線中各峰值與峰值對應(yīng)電壓值作為對比序列，電池剩余容量作為參考序列。通過灰色關(guān)聯(lián)分析法，對比各參數(shù)與電池剩余容量關(guān)聯(lián)性。根據(jù)關(guān)聯(lián)性分析結(jié)果，選取能夠表征電池健康狀態(tài)估計的關(guān)鍵特征參數(shù)。
　　(3)建立基于容量增量曲線特征參數(shù)的鋰離子電池SOH估計模型。確定容量增量曲線中特征參數(shù)作為模型輸入量，電池剩余容量作為模型輸出量，利用GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型實現(xiàn)電池SOH的估算。使用電池循環(huán)老化數(shù)據(jù)對模型進行訓練，分析不同訓練參數(shù)

4、下模型精度差異與置信區(qū)間影響。通過驗證數(shù)據(jù)結(jié)果檢測模型估算精度，結(jié)果表明該估算模型具備較高的精度。結(jié)果將作為后續(xù)電池老化實驗訓練的SOH估計模型參數(shù)輸入至DSP中。
　　(4)在DSP中實現(xiàn)電池SOH估算模型相關(guān)功能。設(shè)計搭建硬件實驗平臺，在電池恒流充電過程中DSP記錄電池充電電壓與電流信息，實現(xiàn)容量增量曲線的在線計算、特征參數(shù)提取和SOH估算等功能。對容量增量分析法進行數(shù)學建模并研究在DSP中實現(xiàn)的方法，對比不同算法以及不同參數(shù)