【摘 要】
：
新能源汽车在行驶过程中会因锂离子电池经历反复充放电循环,造成电池产生老化和性能衰退,这对动力电池系统的续航以及安全可靠性能提出了严峻的挑战。如何有效确保电动车的安全驾驶以及解决里程焦虑已经成为制约电动汽车发展的关键技术之一。因此,研究锂离子电池老化机理、开发健康状态评估方法、实时监测电池的实时老化进程显得尤为重要。本文针对锂离子电池在不同循环条件、不同工况下的老化特性不一致的问题,提出各工况下各类
论文部分内容阅读
新能源汽车在行驶过程中会因锂离子电池经历反复充放电循环,造成电池产生老化和性能衰退,这对动力电池系统的续航以及安全可靠性能提出了严峻的挑战。如何有效确保电动车的安全驾驶以及解决里程焦虑已经成为制约电动汽车发展的关键技术之一。因此,研究锂离子电池老化机理、开发健康状态评估方法、实时监测电池的实时老化进程显得尤为重要。本文针对锂离子电池在不同循环条件、不同工况下的老化特性不一致的问题,提出各工况下各类型的老化集成模型,主要研究内容和结果如下:（1）针对全周期循环下的锂离子电池健康状态预测问题,基于三次样条插值与高斯滤波相结合的平滑处理方案,获得在不同采样频率下平滑效果一致的增量容量（IC）曲线;从充电IC曲线上提取八个健康指标（HIs）与电池内部老化机理进行映射;通过累计加权将指标降维至三个维度,实现了高效降维的目标;运用改进的高斯回归模型（GPR）进行电池健康状态（SOH）的估计,交叉验证表明预测平均误差仅为2.3%;将方案运用于另一组不同种类的电池老化数据集,表明该方案具有较好的鲁棒性。（2）针对锂离子电池老化程度估计难以完全估算的问题,在锂离子电池恒压充电模式下,划分不同区间的等充电电流下降的时间间隔（TIECCD）作为相关的老化特征;建立了灰度关联分析模型,量化TIECCD的相关度,确定最优化的TIECCD区间;依据模糊粒化模型对老化指标进行了粒化处理,并对粒化后的指标参数进行合理性评估;基于最小二乘法支持向量机（LSSVM）建立了电池老化趋势的区间性预测模型,验证了所提方案能准确的预测下一阶段电池的老化趋势,相对误差控制在5%以内。（3）针对实际电池的充放电过程中,循环通常是在部分电池荷电状态（SOC）区间进行的问题,分析了电池老化循环中SOCmean、ΔSOC以及SOC上下限等因素对于电池老化衰减特性的影响;基于一阶等效电路与集总热模型构建了荷电状态-电压（SOC–V）曲线方程,拟合出高精度的IC曲线;同时,依据IC曲线的老化特性,提取了HIs并分析与电池老化机理的关联;将构建的多个衰减预测模型进行集成,离线估计平均绝对误差（APE）为1%,在线估计APE为2%,实现了锂离子电池在不同SOC循环阶段都能进行最优预测的目标。（4）针对电池老化造成SOC估算不精准的问题,基于0℃、25℃以及45℃下的实验数据,研究了开路电压-荷电状态（OCV-SOC）在不同温度下的曲线特点;建立了基于电化学机理的单粒子模型（SPM）并进行了敏感度分析;采用自适应惯性权重粒子群算法（APSO）进行参数识别并在FUDS、BJDST以及DST三类动态工况下验证了模型的可行性;构建锂离子浓度差值随电池衰减的线性回归模型;采用GPR模型先预测SOH,再基于SPM模型预测SOC,实验表明SOC估算的误差值最大不超过0.08,实现了SOH与SOC的协同估计目标。
其他文献
氨（NH3）作为一种优良储氢媒介,可有效地解决储氢问题,它可作为是一种碳中性燃料,具有较高能量密度和易液化的特点,同时,氨的生产、储存、运输产业链成熟,可避免纯氢燃料的高额利用成本,具有非常广阔的应用前景。利用氨直接氧化供用于燃料电池制成的直接氨燃料电池（DAFC）进行发电,可避免其它碳基燃料的二氧化碳排放,是一种新型的清洁能源转换技术。然而,这种非常具有吸引力的直接氨燃料电池技术在阳极处六电子过
借助半导体光催化技术以解决当前面临的世界能源短缺和生态环境恶化问题具有十分重要的现实意义。光催化技术拥有多种用途并针对水污染、全球气候变暖、全解水等领域提供了切实可行的优选方案。在诸多常见半导体中,Aurivillius相半导体钨酸铋（Bi2WO6）凭借其自身的可见光响应、无二次污染、制备方法简单等优点脱颖而出。然而,尽管其由于一系列优点被争相报道,但是单一的纯相Bi2WO6存在光生载流子复合过快
随着国家“碳达峰、碳中和”（简称“双碳”）发展策略的提出,中国新兴再生能源正迅速蓬勃发展。其中,使用新兴再生能源发电,也是当今社会实现双碳目标较为可行的方式之一,当然,储存能量设备的研究和开发也引起了我国以及世界各国科研人员的高度重视。在各类储能设备中,超级电容具有各种优点脱颖而出,深得科学家们的普遍重视。其中,对电极材料的选择是超级电容器电化学特性的主要影响因素之一。锰、铁过渡金属由于价格低廉、
夜晚行车的光照环境比白天复杂,危险性不可忽略。为应对这一问题,相关研究者开发了自适应远光灯ADB,它可以防眩目也可以让驾驶员拥有良好的驾驶视野。但是现有ADB产品仍有功能拓展的空间,例如ADB与行车环境的协同和互动。本文致力于在已有ADB功能的基础上增加车、灯、路面标志协同功能和与行人互动的功能,新功能的重要部分就是识别功能和控制功能。相关的现有环境识别方法中:路面标志识别和车灯照明角度的相关研究
燃油雾化以及油气混合质量是决定液体燃料燃烧室稳定工作边界、污染物排放以及燃烧效率等燃烧性能的关键因素。预膜式空气雾化喷嘴在在役、在研航空发动机上广泛应用,由于对预膜式空气雾化过程中的液膜扰动和破碎、多级旋流空气耦合作用以及旋流空气对液滴输运的影响过程等物理机制认识不足,导致目前航空发动机燃烧室研制过程中仍然缺少预膜式空气雾化喷嘴设计方法和设计准则。因此,本文应用多种非接触式光学诊断测量方法与数值仿
水下推土机主要应用于城市内涝、泥石流、山区洪水等自然灾害发生后的抢险救援作业场景。在路面稀软、复杂多变的水下环境下,提升水下推土机的智能化水平尤为重要。对于水下推土机,其水下作业的关键技术主要在于自主行走过程的驱动防滑和路径跟踪控制问题。稀软沉积物路面上的履带打滑问题给水下推土机的水下作业带来牵引特性差、路面力学特性复杂多变、车辆动力学建模困难、自主跟踪作业运动偏差较大等系列问题。考虑履带打滑率,
农业物联网技术对现代精准农业的发展有良好的推动作用,其技术方案也在不断发展之中。目前多数农业物联网系统的开发模式是“一个应用,一次开发”,可伸缩性与可复用性较弱,具有较高的技术门槛,间接影响了研发周期和成本。本文基于通用嵌入式计算机架构,通过分析并抽取农业物联网的共性技术,提出了一种动态可配置的农业物联网系统设计方案并进行实践,可快速构建基于窄带物联网与无线传感器网络技术的农业物联网系统原型,为二
智能汽车在交通安全,出行便利等方面具有较大优势,成为了目前车辆工程研究的重点,而路径跟踪作为智能汽车的关键技术之一,更是受到了国内外专家学者的广泛关注。然而,现有的路径跟踪研究往往局限于跟踪精度的提高,忽略了跟踪过程中车身稳定性的变化,且大多数的精度优化都是通过对控制算法改良来实现的,较少从控制模型的角度去进行优化分析。针对以上研究不足,本文设计了一种基于曲率优化的路径跟踪控制器,在保证车辆平稳行
中国儿童青少年近视率居高不下，儿童青少年近视防控工作已经上升到国家健康战略的层面并且受到社会各界的广泛关注。虽然户外活动预防近视的作用较为明显，但也存在较多局限性，因此需要探寻更多近视防控的有效方法进行综合干预。结合目前的研究进展，在推进增加日间户外活动预防近视的同时，应加强对增加室内环境中高频视觉信息、调节睡眠和生物节律以及饮食补充ω-3多不饱和脂肪酸等新的可控性环境和行为因素研究，并积极转化为
采用高温石墨化炉将太西（TX）无烟煤进行热处理，部分替代煅后焦制备铝用炭阳极，先后考察了TX石墨化煤不同添加形式、添加比例对炭阳极质量的影响。结果表明，TX无烟煤在经过超高温处理后真密度、电阻率、石墨化度、固定炭、灰分、微量元素等指标有了很大的改善，但Fe元素的脱除效果不是很明显；相较于颗粒料的添加形式，采用粉料添加形式制备的阳极质量更优；随着粉料添加量的上升，阳极体积密度、真密度、电阻率、空气反