本文關(guān)鍵詞：電動汽車動力電池衰退模式分類及性能評估

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【摘要】：隨著科技的發(fā)展和環(huán)境、能源問題日益嚴(yán)重,新能源汽車逐漸進入了人們的視野,成為了當(dāng)今最有發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè)。動力電池是電動汽車的主要動力來源,是電動汽車的“心臟”,其使用性能對電動汽車發(fā)展具有重要影響。本文以電動汽車動力電池容量衰退的問題作為研究對象,基于不斷變化的工況下動力電池衰退過程的相似性提出了衰退模式的概念,并對電池容量衰退曲線的衰退模式的聚類和分類方法進行了深入研究,同時對動力電池在單一衰退模式下的性能特征進行了曲線擬合,為動力電池健康狀態(tài)SOH的評估和剩余使用壽命RUL的預(yù)測奠定了理論基礎(chǔ)。本文對動力電池衰退機理進行研究,分析了影響動力電池容量衰退的理化機理和主要外部因素。根據(jù)動力電池充放電過程中容量、電壓等特性分析,確定了利用充電過程的電池充電容量作為動力電池性能衰退評估表征量,進而對動力電池的衰退情況進行衰退模式建立和回歸擬合。提出了動力電池衰退模式的概念。在衰退模式這一概念的基礎(chǔ)上,通過K-均值模式聚類法獲得了若干典型的衰退模式類型,利用最大信息系數(shù)法MIC完成動力電池的衰退模式分類,基于支持向量機SVM法完成了單一衰退模式下的電池的特征函數(shù)估計和性能評估,最后基于權(quán)馬爾可夫鏈對動力電池未來狀態(tài)下的衰退模式進行預(yù)測,并用線性疊加方法進行了電池壽命預(yù)測。通過實驗驗證了本文所提出的模式分類和性能評估方法的可行性和有效性,參照國內(nèi)外電動汽車動力電池工況循環(huán)壽命測試標(biāo)準(zhǔn),并根據(jù)對電動汽車實際使用工況的分析和調(diào)研制定了針對實際工況仿真的充放電循環(huán)實驗,通過實驗獲得了電池全生命周期的容量衰退數(shù)據(jù),劃分了若干不同的典型動力電池衰退模式,并對所測數(shù)據(jù)進行了模式分類,最后通過單一模式下的衰退性能評估對動力電池SOH和RUL進行了預(yù)測。所得結(jié)果接近實際測量結(jié)果,預(yù)測準(zhǔn)確,誤差較小。本文基于衰退模式聚類和分類,建立的動力電池壽命衰退模式,可以復(fù)雜工況下動力電池衰退曲線進行有效歸類,有助于準(zhǔn)確預(yù)測電池剩余使用壽命。對動力電池的荷電狀態(tài)分析,電池健康狀態(tài)的監(jiān)測,電池管理系統(tǒng)的改善具有很好的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：動力電池 模式分類 性能評估 最大信息系數(shù) 支持向量機
【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9-18
• 1.1 課題來源及研究的背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析10-16
• 1.2.1 電動汽車及動力電池發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 動力電池壽命衰退方向研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.3 國內(nèi)外文獻綜述的簡析15-16
• 1.3 主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 基于最大信息系數(shù)的衰退模式建立及分類18-40
• 2.1 動力電池衰退機理研究18-21
• 2.2 衰退特征評估表征量提取21-26
• 2.3 衰退模式的提出與典型模式分析26-30
• 2.3.1 衰退模式的提出26-28
• 2.3.2 典型使用工況及衰退模式分析28-30
• 2.4 衰退模式聚類30-34
• 2.4.1 模式聚類介紹30-32
• 2.4.2 基于K-均值法的衰退模式聚類32-33
• 2.4.3 容量衰退曲線數(shù)據(jù)處理33-34
• 2.5 基于最大信息系數(shù)的衰退模式分類34-38
• 2.5.1 最大信息系數(shù)思想35-37
• 2.5.2 最大信息系數(shù)評價37-38
• 2.5.3 最大信息系數(shù)使用方法38
• 2.6 本章小結(jié)38-40
• 第3章 動力電池性能評估及剩余壽命預(yù)測40-56
• 3.1 支持向量機的單一衰退模式下動力電池性能評估40-48
• 3.1.1 支持向量回歸機40-44
• 3.1.2 核函數(shù)44-45
• 3.1.3 動力電池容量衰退曲線擬合及性能評估45-48
• 3.2 動力電池衰退模式預(yù)測48-52
• 3.2.1 權(quán)馬爾可夫鏈48-49
• 3.2.2 動力電池衰退模式預(yù)測49-52
• 3.3 動力電池健康狀態(tài)評估及剩余使用壽命預(yù)測52-55
• 3.3.1 電池健康狀態(tài)評估52
• 3.3.2 剩余使用壽命預(yù)測52-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 第4章 動力電池充放電實驗與結(jié)果分析56-74
• 4.1 動力電池實際工況條件與實驗條件對比分析56-58
• 4.1.1 電池充電形式差異56-57
• 4.1.2 電池放電形式差異57-58
• 4.1.3 電池其他形式差異58
• 4.2 動力電池充放電實驗設(shè)計58-65
• 4.2.1 動力電池充放電實驗平臺的搭建58-61
• 4.2.2 動力電池充放電實驗方案設(shè)計61-63
• 4.2.3 動力電池充放電實驗數(shù)據(jù)采集63-65
• 4.3 動力電池衰退模式分類及性能評估65-70
• 4.3.1 衰退模式分類及性能評估65-67
• 4.3.2 衰退模式預(yù)測及剩余使用壽命預(yù)測67-70
• 4.4 性能評估結(jié)果分析及評價70-73
• 4.5 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-75
• 參考文獻75-80
• 致謝80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 高鳳;;互信息的最大信息系數(shù)法在股市關(guān)聯(lián)度上的應(yīng)用[J];新西部(理論版);2014年19期

，

本文編號：845916