基于超声检测及神经网络的锂离子动力电池容量估算研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tdwh14226
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
受到能源、环境等等各个不同要素的影响,大力研发新能源汽车已经成为国家的必然趋势。由于新能源汽车地大力研发,它的主要供能部分(锂离子动力电池),同样得到了大量地研究。如何精准地测量锂离子动力电池的剩余电量对新能源汽车的安全行驶、及时补充电量等来说拥有非常重要的意义。深度学习对于复杂数据关系的逼近具有很好的效果,把它与锂电池超声检测结合起来,可以有效地计算电池的剩余电量。本文将锂离子动力电池作为试验的对象,在它不断地充电以及放电期间记载下实时电流、实时电压、当前电量等数据。与此同时,在锂电池充放电期间,对它做出超声检测,获取超声反馈数据。对这些数据进行分析后发现,超声反馈信号峰峰值与电量之间存在很强的关联性,并且电压电流也与电量息息相关。随后本文对于实验获得的超声数据做出研究:(1)对充电以及放电两个期间的数据分别建立BP(Back Propagation)神经网络进行学习,使用粒子群优化算法对网络的权重以及偏置赋予初始值,然后使用模型估算锂离子动力电池的电量。实验结果显示,对于充电过程,获得的模型预估锂离子动力电池电量的误差为1.7%;对于放电过程,获得的模型预估电池电量的误差为1.1%。(2)使用线性回归以及多项式回归的方法分别去拟合得到的超声数据,并用来估算锂离子动力电池电量。实验结果显示,对于充电过程,线性回归估算电池电量的误差为6.2%,多项式回归估算电池电量的误差为2.2%;对于放电过程,线性拟合估算电池电量的误差为1.5%,多项式回归估算电池电量的误差为1.3%。(3)本文对于充电以及放电期间的电压电流数据分别建立BP神经网络进行训练,然后使用模型估算锂离子动力电池的电量。实验结果显示,对于充电过程,获得的的模型估算锂电池电量的误差为3.5%;对于放电过程,获得的模型估算锂电池电量的误差为3.4%。最后,本文对上述所有方法进行综合对比与分析,发现使用BP神经网络对超声数据进行训练得到的模型,估算锂电池电量时误差最小,效果最好。随后对超声信号数据做出分析,将存在的异常进行处理后,重新训练BP神经网络。在网络模型训练之前同样也使用粒子群优化算法给网络的权重以及偏置赋予初始值。实验结果表明,对于充电过程,最终的网络模型估算锂电池电量的误差仅为1%,而对于放电过程,最终的网络模型估算锂电池电量的误差甚至低于1%。本文基于锂电池超声检测以及神经网络提出了一种新的电池剩余电量估算方法,能精准地测量出剩余电量大小,给锂离子动力电池的容量估算提供了一种新的思路,在电池寿命及质量评估等方面将发挥一定的作用。
其他文献
随着我国煤炭开采逐渐转为深部化发展,且深部地质条件愈加复杂多变,因工作面底板突水所造成的矿井水害时有发生,因此工作面在回采前进行底板岩层富水性探测变得尤为重要。在众多矿井防治水物探方法之中,矿井直流电阻率法以其依托岩矿体导电性差异为基础且对水体具有较高敏感性的独特优势,一直以来得到广泛应用。对于矿井直流电法技术前人以做了大量工作进行研究及应用。本文在前人研究的基础上,将跨孔直流电法技术引入到井下防
近年来,自动驾驶汽车已经成为汽车领域的研究热点和产业增长的新动力。目前的自动驾驶转向控制主要是基于电动助力转向系统(Electric Power Steering,EPS)实现,其他形式的转向系统如前轮主动转向系统(Active Front Steering,AFS)、线控转向系统(Steering by Wire,SBW)等并没有在自动驾驶车辆上大规模推广。因此,为满足自动驾驶技术的发展开发融合
随着有机化工业的不断发展,工厂排放的废水成分愈加复杂,其中含有大量的难降解有机物,传统的废水处理方法难以将其有效去除。本研究依托介质阻挡放电等离子体(Dielectric barrier discharge plasma,DBDP)利用放电产生的羟基自由基(·OH)、臭氧(03)和过氧化氢(H2O2)等活性氧物质(ROS)降解水体中难降解有机污染物的特点,结合纳米金属同时具有光催化、O3和H2O2
环境污染和能源短缺是当今社会面临的两大难题。电催化技术作为一种高效环保的技术应用于环境修复、产氢、产氧以及二氧化碳还原等各个领域,,亟需研发高效廉价的新型电催化剂。金属有机骨架化合物(MOFs)具有高孔隙率、大表面积和可调控的配位结构,被认为是具有巨大潜力的催化材料。本文以过渡金属钴和镍为研究对象采用气相沉积法在三维泡沫镍基底上原位合成双金属有机骨架化合物,并通过缺陷工程和掺杂策略设计合成了兼具还
含偶氮染料废水不仅成分较为复杂而且可生化性差,且浓度较高,若直接排放会对水资源环境造成严重污染,偶氮染料废水毒性大并且难以降解;非晶合金因具备优异的催化性及良好的耐腐蚀性并在偶氮染料废水处理领域有了广泛的研究且具有很好的降解效果,与传统处理方式相比降解速率较高,操作简单,成本低,无二次污染的优点。本文首先研究了Cu基非晶合金高级氧化法处理染料废水的行为过程,实验以酸性橙作为目标污染物,研究了Cu4
在移动机器人中,精确的定位结果是实现安全移动、合理路径与任务规划的前提,因此精确稳定的全局定位是系统中的关键环节。现阶段大多数定位系统都采用多传感器融合的定位方案,主流的传感器包括:全球导航卫星系统(GNSS)、激光雷达(LiDAR)、相机(Camera)、无线电雷达(Radar)等。多传感器融合可以实现各传感器之间的优势互补,提高定位系统的精确性与鲁棒性,但同时也导致了定位系统数据类型多样、系统
新能源汽车随着燃油危机与汽车尾气污染日益加剧的情况已成为汽车发展的主要趋势,而其中的微型纯电动汽车因其作为上下班或者代步用车较为方便,是目前中小城市的老年人、部分上班族较为青睐的车型。电机驱动系统是该类型车辆的动力驱动的核心,也是纯电动汽车研究的关键技术之一,选择适合的电机控制策略显得尤为重要。本文以某企业开发的X50微型电动汽车为研究对象,对其电机驱动系统的软硬件两方面的平台进行了研究与设计。主
为了满足转辙机具有稳定可靠输出力的要求,现需对减速器内所使用的摩擦材料进行研究,选择适合转辙机使用工况的摩擦材料,对于提升道岔用转辙机的可靠性和安全性具有重要意义。本文针对ZD6型转辙机摩擦带在低温、高湿环境下摩擦稳定性低、磨损率高的问题,采用模压成型法和粉末冶金技术分别制备了树脂基摩擦材料和粉末冶金摩擦材料。采用万能试验机、摩擦磨损试验机、冲击试验机、硬度计、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(E
滨海湿地具有较高的初级生产力、碳埋藏速率以及较低有机质分解速率,使其具有较高的土壤固碳速率,是重要的“蓝色碳汇”。土壤呼吸作为土壤碳循环的关键过程,深刻影响滨海湿地土壤碳汇功能。气候变化背景下,降雨季节分配导致的季节性干旱或者淹水通过改变滨海湿地土壤水盐环境,调控植被生理代谢过程,进而影响滨海湿地土壤碳库功能。虽然目前国内外关于季节降雨变化对农田、草地和森林等旱地生态系统土壤呼吸的影响已开展较为系
四环素(tetracycline,TCs)是应用广泛的广谱性抗生素,因不易自然降解而在环境中富集,影响到生态平衡及人体健康。生物炭是一种良好的吸附剂且性质稳定,但生物炭对TCs的吸附能力会受原材料来源、制备条件及环境条件等影响较大。因此,探明老化处理对生物炭自身性质及其对TCs去除效果的影响对于生物炭的开发应用至关重要。本研究以三球悬铃木(Platanus orientalis Linn)(俗称法