鋰離子電池組的健康狀態(tài)估計(jì)及壽命預(yù)測研究.pdf

1、動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車的唯一動(dòng)力源，其健康狀態(tài)直接影響到整車性能。為了保證動(dòng)力電池長期高效的工作狀態(tài)，有必要對電池的健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)時(shí)了解電池使用情況和狀態(tài)，為電池的監(jiān)測或診斷提供依據(jù)，及時(shí)更換老化單體，延長整體使用壽命;有助于保證車輛續(xù)航里程，提高動(dòng)力性以及穩(wěn)定性等。因此，有必要對電池健康狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)和監(jiān)測，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)壽命預(yù)測。
　　在電池健康狀態(tài)估計(jì)和預(yù)測的研究中，以電池單體為主，整體研究甚少，并且為提高微乎其微的估測精度

2、而融入了大量復(fù)雜優(yōu)化算法和冗雜的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤學(xué)習(xí)，反而犧牲了狀態(tài)估計(jì)的實(shí)時(shí)性大大增加了估計(jì)的時(shí)間，給實(shí)際應(yīng)用帶來了困擾。本文為權(quán)衡二者關(guān)系，在兼顧實(shí)時(shí)性要求的同時(shí)著力提高電池SOH狀態(tài)估計(jì)和預(yù)測準(zhǔn)確性為目的展開研究。
　　其主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)系統(tǒng)分析影響電池性能的主要結(jié)構(gòu);從影響電池SOH內(nèi)外兩方面因素進(jìn)行總結(jié)，分析影響電池SOH的主要因素。通過對各SOH評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)衡比較，最終確定以電池內(nèi)阻作為評價(jià)指標(biāo)進(jìn)

3、行電池SOH的研究。
　　(2)綜合比較單體Rint、Thevenin、PNGV以及動(dòng)態(tài)Massimo Ceraol四類典型電氣模型的優(yōu)劣;從適應(yīng)性和準(zhǔn)確性角度，以Massimo Ceraol動(dòng)態(tài)模型為基礎(chǔ)，建立電池組SOH二階電池組等效電路估計(jì)模型;同時(shí)利用遞推最小二乘法對電池模型進(jìn)行參數(shù)辨識。
　　(3)考慮電池內(nèi)阻變化具有高度非線性且動(dòng)態(tài)變化明顯不易跟蹤等特點(diǎn)，不利于基本粒子濾波算法進(jìn)行跟蹤預(yù)測;通過算法的改進(jìn)——風(fēng)險(xiǎn)

4、敏感粒子濾波;在二階等效電路模型下進(jìn)行電池組各電池內(nèi)阻的跟蹤預(yù)測。
　　(4)提出風(fēng)險(xiǎn)敏感粒子濾波算法的電池壽命預(yù)測方法。以人口增長模型為基礎(chǔ)，建立電池容量衰退模型;以此確立基于容量衰退模型和風(fēng)險(xiǎn)敏感粒子濾波算法的電池壽命預(yù)測框架。
　　仿真結(jié)果表明，所提出的基于二階等效電路模型和風(fēng)險(xiǎn)敏感濾波的電池SOH估計(jì)方法，以及所提出的基于容量衰退模型和風(fēng)險(xiǎn)敏感粒子濾波算法的電池壽命預(yù)測框架都滿足估計(jì)精度要求和預(yù)測準(zhǔn)確性要求，且實(shí)時(shí)性