本文關(guān)鍵詞：鋰離子電池建模與故障預(yù)測方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋰離子電池作為一種廣泛使用的儲能電源,其安全性和穩(wěn)定性問題不容忽視,這就需要建立一個電池管理系統(tǒng)來進(jìn)行電池電量監(jiān)控、健康評估和剩余壽命預(yù)測。在建立完整的系統(tǒng)之前,有必要對這三個部分的功能性進(jìn)行詳細(xì)分析和設(shè)計。這也就是本文的主要內(nèi)容。電池電量監(jiān)控部分的主要功能是進(jìn)行電池荷電狀態(tài)(State of Charge, SOC)的預(yù)測,即通過檢測電池的電壓和電流來預(yù)測電池的剩余電量,這是一個狀態(tài)估計／預(yù)測問題,需要建立相關(guān)的模型。本文建立了一階RC等效電路模型,對模型參數(shù)進(jìn)行辨識,并結(jié)合開路電壓法和擴(kuò)展卡爾曼濾波(Extended Kalman Filter, EKF)方法進(jìn)行電池SOC預(yù)測。電池健康評估部分的主要功能是電池健康狀態(tài)(State of Health, SOH)預(yù)測,即對電池的可放出的最大電量進(jìn)行預(yù)測,用百分?jǐn)?shù)來表示,為可放出最大電量與電池額定容量之比。本文使用電壓曲線擬合法,基于現(xiàn)有的電池數(shù)據(jù),分析電池SOH與電壓變化率之間的關(guān)系,然后根據(jù)電壓的變化來估算電池的SOH。電池剩余壽命(Remaining Useful Life,RUL)預(yù)測部分的主要功能是電池RUL的預(yù)測。本文采用其定義之一的循環(huán)次數(shù)來表示電池的RUL,基于電池容量衰減模型,使用粒子濾波(Particle Filter, PF)方法實現(xiàn)電池RUL的預(yù)測。對比結(jié)果表明,所建電池模型具有較高的準(zhǔn)確性,且EKF方法提高了SOC預(yù)測的精度；電壓曲線擬合法能夠準(zhǔn)確地估計電池的SOH；粒子濾波方法給出了RUL預(yù)測的不確定性表達(dá),實現(xiàn)了RUL的準(zhǔn)確預(yù)測�？偟膩碚f,本文完成了對電池管理系統(tǒng)三個主要部分的理論分析和設(shè)計,對實際的系統(tǒng)整體設(shè)計具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 荷電狀態(tài) 擴(kuò)展卡爾曼濾波 剩余壽命 粒子濾波
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 研究現(xiàn)狀及存在的問題9-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 第二章 鋰離子電池模型15-31
• 2.1 引言15
• 2.2 鋰離子電池簡介15-20
• 2.2.1 鋰離子電池的發(fā)展歷史15-16
• 2.2.2 專有名詞解釋16-17
• 2.2.3 鋰離子電池工作原理17-19
• 2.2.4 鋰離子電池數(shù)據(jù)19-20
• 2.3 常用鋰離子電池模型20-23
• 2.3.1 內(nèi)阻模型20-21
• 2.3.2 等效電路模型21-22
• 2.3.3 基于運行時間的電氣模型22
• 2.3.4 組合電氣模型22-23
• 2.4 一階RC等效電路模型23-24
• 2.5 模型參數(shù)辨識及仿真24-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 鋰離子電池荷電狀態(tài)預(yù)測31-44
• 3.1 引言31
• 3.2 SOC預(yù)測方法31-35
• 3.2.1 開路電壓法32-33
• 3.2.2 擴(kuò)展卡爾曼濾波方法33-35
• 3.3 基于EKF算法的SOC預(yù)測35-43
• 3.3.1 基于開路電壓法的SOC預(yù)測35-39
• 3.3.2 EKF算法實現(xiàn)SOC預(yù)測39-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 鋰離子電池健康狀態(tài)預(yù)測與壽命估計44-55
• 4.1 引言44
• 4.2 SOH預(yù)測方法44-46
• 4.3 基于電壓曲線擬合法的SOH預(yù)測46-48
• 4.4 基于粒子濾波法的RUL預(yù)測48-54
• 4.4.1 粒子濾波方法49-52
• 4.4.2 粒子濾波RUL預(yù)測實現(xiàn)52-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 總結(jié)與展望55-56
• 5.1 總結(jié)55
• 5.2 展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 致謝60

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