鋰電池化成參數(shù)的檢測(cè)與估計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、電池化成是鋰電池生產(chǎn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，化成的質(zhì)量對(duì)電池的性能起著決定性作用。電池化成設(shè)備采用精確的參數(shù)檢測(cè)與估計(jì)技術(shù)，能夠獲取鋰電池精確的化成參數(shù)，實(shí)現(xiàn)化成流程的精確控制，從而保證了鋰電池的化成質(zhì)量。鋰電池的化成參數(shù)主要包括鋰電池電壓、電流、內(nèi)阻、溫度、煙霧、容量、電池的荷電狀態(tài)（State of Charge，SOC），其中SOC是根據(jù)已知的測(cè)量數(shù)據(jù)估計(jì)得出的。SOC是鋰電池化成過(guò)程之中的關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)電池的性能評(píng)估起著重要作用。本文以

2、鋰電池化成系統(tǒng)為硬件平臺(tái)，研究鋰電池參數(shù)檢測(cè)相關(guān)的一些技術(shù)，保證參數(shù)檢測(cè)的準(zhǔn)確性，然后從鋰電池模型出發(fā)，對(duì)鋰電池SOC的估計(jì)算法展開深入研究。本論文的主要的研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.針對(duì)鋰電池電壓和電流采集中存在的干擾問(wèn)題，本文提出防脈沖干擾濾波與數(shù)字低通濾波相結(jié)合的濾波方案，能夠得到精確的測(cè)量值。為了使鋰電池設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行都保持較高測(cè)量精度，提出鋰電池檢測(cè)通道自動(dòng)校準(zhǔn)方法。在參數(shù)精確測(cè)量的基礎(chǔ)上，研究了化成流程的閉環(huán)控制算法與系統(tǒng)分

3、布式控制策略。
　　2.從鋰電池的模型出發(fā)，對(duì)鋰電池進(jìn)行基本性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果離線辨識(shí)模型的參數(shù)；為了參數(shù)在線估計(jì)的要求，采用遞推估算算法對(duì)模型參數(shù)在線辨識(shí)。利用擴(kuò)展卡爾曼濾波、無(wú)跡卡爾曼濾波、粒子濾波以及無(wú)跡粒子濾波原理，推導(dǎo)出應(yīng)用于SOC估計(jì)的具體遞推算法，并在化成平臺(tái)上對(duì)鋰電池進(jìn)行工況測(cè)試實(shí)驗(yàn)，仿真對(duì)比分析了各種估計(jì)濾波算法的估計(jì)性能。
　　3.分析 SOC估計(jì)誤差的來(lái)源以及改進(jìn)方法，針對(duì)鋰電池在化成之中模型參

4、數(shù)的時(shí)變的特性，研究提出自適應(yīng)在線估計(jì)方案。自適應(yīng)濾波算法首先估計(jì)模型內(nèi)阻，再將內(nèi)阻作為SOC估計(jì)算法中的已知參量，從而使SOC估計(jì)精度進(jìn)一步提高。對(duì)鋰電池進(jìn)行模擬工況實(shí)驗(yàn)以及SOC估計(jì)算法仿真，對(duì)比分析了自適應(yīng)估計(jì)算法與非自適應(yīng)估計(jì)算法的性能，并驗(yàn)證了自適應(yīng)算法的魯棒性。
　　4.結(jié)合化成數(shù)據(jù)信息在線估算鋰電池總?cè)萘浚射囯姵貙?shí)際總?cè)萘繉?duì) SOC的估計(jì)過(guò)程進(jìn)行修正，以使其在整個(gè)化成周期內(nèi)都有較高的估計(jì)精度。根據(jù)化成平臺(tái)的特點(diǎn)，將