基于GA-F-RBF神经网络的磷酸铁锂电池SOC预测研究

针对动力电池荷电状态的预测精度问题,提出基于遗传算法的弹性径向基函数神经网络动力电池荷电状态预测方法。该预测方法基于神经元的活跃度与神经元间的信息交互强度在线调整神经网络结构的大小,解决了径向基函数神经网络的结构调整影响荷电状态的预测精度问题。仿真结果证明,该方法比基于遗传算法的径向基函数神经网络的荷电状态预测结果精度更高,预测更加准确,能满足蓄电池管理系统对磷酸铁锂动力电池荷电状态预测的精度和实际使用的要求。     

一种动力电池动态特性建模

为了对动力电池进行有效管理,首先需要准确地建立动力电池的动态特性模型。提出了一种动力电池动态特性的工程性建模方法。该方法基于电池内部物理化学动态机理及非线性恒流特性,核心为一个由恒流特性曲线和等效电路模型组成的动态特性模型以及一套获取该模型参函数的实验方法和数据处理方法。实验结果表明,相比于已有方法,该文方法具有准确度高、适应性广及更加易于工程实施的特点。     

采用阶跃电流辨识电池参数时电流幅值的确定方法

利用阶跃电流激励辨识动力电池动态特性模型参数时,其幅值将影响模型参数的辨识精度。针对这个问题,对这种动力电池动态特性模型参数辨识方法进行误差分析,提出了阶跃电流信号幅值的确定方法。该方法综合考虑了电池非线性特性和检测装置测量误差对参数辨识精度的影响,确定了参数相对误差与阶跃电流信号幅值之间的函数表达式,并且给出了幅值的确定流程。分析和实验验证了该方法的有效性。     

融合路况信息的复合电源模型预测控制方法

路况信息是影响复合电源能量管理的关键因素。为提高电动汽车复合电源系统能量管理效率和延长动力电池使用寿命,提出了一种融合路况信息的车载复合电源模型预测控制方法。将未来有限时域内的车辆功率需求纳入控制问题,建立能量管理优化模型,利用二次规划方法对目标函数进行滚动最优求解。与基于模糊控制的能量管理策略相比,模型预测控制策略下的超级电容制动能量回收能力提升了13.7%,动力电池容量衰减速率降低了15.4%。结果表明,融合路况信息的模型预测控制方法能够提高超级电容利用效率,延长动力电池使用寿命,提升复合电源系统能量管理效率。     

混合动力船舶能量管理系统的最优控制

针对由发电机组和动力电池两种不同的电源组合而成的混合动力船舶供电系统,在功率需求给定的情况下,合理地分配两种电源的功率输出,使得混合动力船舶在整个航行周期内的总耗油量达到最小是能量管理系统需要解决的问题。采用一种动态规划的方法优化两种电源的功率输出比重,通过建立包含动力电池等效油耗的最小油耗量的目标函数得到柴油发电机的最优控制序列,从而计算出整个航行周期内柴油发电机的最小油耗值。仿真结果表明,与开关式控制策略相比,该方法能有效降低混合动力系统的油耗量。     

动力电池安全事故预警能力量化指标研究

因缺乏量化充电设施对动力电池安全事故预警能力,提出一种动力电池安全事故预警能力评价方法。分析并列举动力电池可能的安全事故,并使每种安全事故对应相关的观测值。结合电池管理系统测试方法,提出动力电池事故预警综合指标——预警率。针对预警率定义中的综合权重进行计算,一方面,建立基于层次分析法的3层评价体系,即目标层,动力电池安全事故预警能力评价;准则层,动力电池安全事故类型;因素层,动力电池信息参数。另一方面,为弥补主观的缺点,对试验数据进行计算获得一个客观权重向量,再利用标准离差法计算综合权重。该评价体系量化预警能力,敦促厂商提高产品的质量,从基础建设初期开始避免电池安全事故发生。     

混动车用氢镍动力电池欧姆内阻估算方法研究

为解决动力电池欧姆内阻在线测量问题,实现动力电池健康状态监测及寿命预测,建立了氢镍动力电池二阶RC等效电路模型,提出了一种基于最小二乘法的混合动力车用氢镍动力电池欧姆内阻在线估算方法;通过台架试验及路试试验验证得出该在线估算方法的可行性,相对于现有的离线估算方法具有实用性与优越性。     

磷酸铁锂动力电池日历寿命加速测试与拟合

以磷酸铁锂系锂离子动力电池为例,利用性能衰减数据进行了动力电池寿命衰减模型的推导和寿命加速测试与评估方法的研究。研究发现该电池容量衰减符合1/2次方的衰减变化规律,利用该衰退模型建立寿命加速预测方法,根据电池在不同温度下的衰减速度,得出电池寿命随温度衰减模型,从而可以通过检测高温下的日历寿命并结合模型,推算出动力电池的实际日历寿命,可以解决动力电池寿命评估周期长和成本高的问题。     

电动汽车动力电池均衡充电的研究

电动汽车动力电池的不一致性是影响电动车性能下降的重要因素。分析了利用电池自身的能量作为均衡输入,采用多副边逆变电路实现电池组均衡充电的逆变分压均衡原理。重点分析了该均衡充电方法的主要特点。基于该原理,结合DSP技术设计了一套数字化控制的逆变均衡装置,对某型电动汽车锂离子动力电池进行均衡充电试验,结果表明该方法能有效弥补电池的不一致性,充分发挥动力电池的性能,延长电池的使用寿命。     

考虑动力电池梯次利用的充电站容量优化配置

为提高电动汽车充电站储能系统稳定性、安全性和经济性,提出一种考虑动力电池梯次利用的充电站光储容量优化配置方法。首先,针对退役动力电池考虑了电池充放电深度和循环次数对使用寿命的影响,建立了退役动力电池容量衰减和寿命损耗模型,基于容量衰减和寿命损耗模型建立退役动力电池荷电状态(state of charge, SOC)与健康状态(state of health, SOH)耦合关系评价模型;其次,在SOC与SOH耦合关系评价模型的基础上,以充电站年净收益最优为目标函数建立充电站容量优化配置模型;最后,在满足一定能量交换策略的前提下,以某地区光伏储能电站为例对模型进行求解。通过算例分析得出：基于退役电池SOC与SOH耦合关系评价模型进行梯次利用的储能容量优化配置能使整个储能系统的功率峰值降低,且相较于无评价模型系统的功率更加平滑,有利于延长储能系统的寿命周期,提高了系统的稳定性和经济性。