礦用鋰離子電池狀態(tài)監(jiān)測與壽命預(yù)測研究.pdf

1、隨著煤炭工業(yè)發(fā)展和礦山設(shè)備技術(shù)進(jìn)步，鋰離子電池在煤礦電氣設(shè)備的監(jiān)控、通訊和自動化系統(tǒng)應(yīng)用日益廣泛，能否為設(shè)備提供安全、穩(wěn)定、高效的電源輸入，直接影響著礦井高效運行和人員生命安全。本文以礦用大容量磷酸鐵鋰電池為研究對象，設(shè)計了完善的礦用鋰離子電池狀態(tài)監(jiān)測與壽命預(yù)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對鋰離子電池狀態(tài)監(jiān)控、智能管理、自動保護(hù)，狀態(tài)估計與壽命預(yù)測等功能，改善了電池性能衰退、容量逐漸變低和壽命短等問題，對增強供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性具有重要的意義。

2、r>　　主要研究內(nèi)容包括：（1）分析研究鋰離子電池的工作原理與特性，包括充放電特性、倍率特性、循環(huán)特性等，總結(jié)影響電池SOC和RUL的因素，確定系統(tǒng)需監(jiān)測參數(shù)；（2）依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與功能需求，進(jìn)行電池管理系統(tǒng)硬件設(shè)計，包括基于STM32的主控單元、電池組均衡單元、單總線溫度采集單元、電流監(jiān)測及保護(hù)單元、容量自檢單元等，設(shè)計了分階閥值電阻均衡電路、霍爾隔離和串聯(lián)精密電阻及電壓變換兩種高精度的電流采集方案和硬件檢測保護(hù)電路；（3）采用自適應(yīng)性

3、強的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行SOC估計，考慮SOC與放電倍率和電壓之間的內(nèi)在關(guān)系，對比采用彈性BP算法改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)性能，并基于實測數(shù)據(jù)通過MATLAB訓(xùn)練得到有效網(wǎng)絡(luò)模型證明算法在SOC估計的有效性；（4）結(jié)合工況和電池模型難確定、樣本量小等現(xiàn)狀，采用 RVM回歸模型預(yù)測電池RUL，其中采用EM迭代算法解決Mackay迭代等算法中逆矩陣不存在的問題，將 DGM(1,1)和RVM結(jié)合來改善模型長期預(yù)測能力，并基于實測數(shù)據(jù)通過MATLAB訓(xùn)練得到R