本文選題：鋰離子電池 + 容量估算��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著電動(dòng)汽車的逐步推廣以及鋰離子動(dòng)力電池的快速發(fā)展。對(duì)動(dòng)力電池性能的檢測(cè)變得尤為重要。容量是電池最主要的性能參數(shù),隨著鋰離子電池的循環(huán)工作,電池內(nèi)部會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象,動(dòng)力電池實(shí)際總?cè)萘恳搽S之衰減,降低了電動(dòng)汽車的續(xù)航能力。針對(duì)傳統(tǒng)流程繁雜的電池容量檢測(cè)方法,本文利用鋰離子電池充電曲線與電池老化程度的對(duì)應(yīng)關(guān)系,提出了一種對(duì)動(dòng)力鋰離子電池實(shí)際總?cè)萘窟M(jìn)行快速且準(zhǔn)確的檢測(cè)方法。本文將恒流充電充入的容量作為鋰離子電池實(shí)際總?cè)萘?通過曲線擬合的方式將離散數(shù)據(jù)連續(xù)化,并對(duì)多項(xiàng)式擬合與高斯擬合的擬合效果做了比對(duì),分析表明高斯函數(shù)更適用于電化學(xué)過程的擬合。利用凹凸性分析了充電曲線平臺(tái)拐點(diǎn)特性,提出利用三階導(dǎo)數(shù)極大值信息獲得得曲線拐點(diǎn)位置的方法。采用一階微分曲線的單調(diào)性驗(yàn)證了恒流充電各反應(yīng)階段的均勻性,提出了利用直線擬合恒流充電各反應(yīng)階段電壓曲線的方法。利用對(duì)鋰離子電池循環(huán)充電數(shù)據(jù)進(jìn)行等間隔取樣的方法,統(tǒng)計(jì)了各拐點(diǎn)位置與各反應(yīng)階段斜率隨電池老化的變化趨勢(shì),認(rèn)為各拐點(diǎn)與各階段斜率隨電池使用變化均勻。設(shè)計(jì)了通過直線擬合恒流充電各反應(yīng)階段的容量估算方案,對(duì)磷酸鐵鋰電池與三元鋰離子電池不同容量狀態(tài)下電池完整的恒流充電時(shí)間進(jìn)行了估算實(shí)驗(yàn),進(jìn)而得到對(duì)應(yīng)狀態(tài)下的電池估算容量。通過估算誤差的樣本概率分布,探討了估算方案對(duì)電池使用階段的適用條件。分析了不同充電倍率、環(huán)境境溫度及數(shù)據(jù)采樣率對(duì)恒流充電曲線造成的影響,提出了估算方案適用的數(shù)據(jù)測(cè)試條件。針對(duì)動(dòng)力電池實(shí)際使用中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)缺失情況,設(shè)計(jì)了通過歷史數(shù)據(jù)段彌補(bǔ)缺失數(shù)據(jù)的估算方案,并指出了方案存在的不足。
[Abstract]:With the gradual promotion of electric vehicles and the rapid development of lithium ion power battery. It is very important to test the performance of power battery. Capacity is the most important performance parameter of battery. With the cycle of Li-ion battery, aging will occur inside the battery, and the actual total capacity of power battery will also decrease, which reduces the ability of electric vehicle to live. Aiming at the traditional measurement method of battery capacity, a rapid and accurate method for measuring the actual total capacity of power lithium-ion battery is proposed by using the relationship between the charging curve of lithium ion battery and the aging degree of the battery. In this paper, the capacity of constant current charging is taken as the actual total capacity of lithium-ion battery, the discrete data is continuous by curve fitting, and the fitting effect of polynomial fitting and Gao Si fitting is compared. The analysis shows that the Gao Si function is more suitable for the fitting of electrochemical processes. The inflection point characteristics of charging curve platform are analyzed by using convexity, and the method of obtaining the inflection point position of the curve by using the maximum information of third order derivative is put forward. The monotonicity of the first order differential curve is used to verify the uniformity of each reaction stage of constant current charging, and a method of fitting the voltage curve of each reaction stage of constant current charging by using straight line is put forward. By sampling the charging data of lithium ion battery at equal intervals, the tendency of the change of the inflection point position and the slope of each reaction stage with the aging of the battery is calculated. It is considered that the slope of each inflection point and stage varies uniformly with the use of the battery. A method for estimating the capacity of lithium iron phosphate battery and ternary lithium ion battery is designed by fitting the capacity of each reaction stage of constant current charging. The complete constant current charging time of lithium iron phosphate battery and ternary lithium ion battery is estimated. Then the estimated capacity of the battery in the corresponding state is obtained. Through the sample probability distribution of the estimation error, the suitable conditions of the estimation scheme for the battery operation stage are discussed. The influence of different charging rate, ambient temperature and data sampling rate on the constant current charging curve is analyzed, and the data test conditions applicable to the estimation scheme are put forward. In view of the lack of data in practical use of power battery, an estimation scheme of compensating missing data by historical data segment is designed, and the shortcomings of the scheme are pointed out.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM912;U469.72

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本文編號(hào)：1984737