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《北京理工大学》 2016年
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锂离子电池分数阶模型及其充电策略研究

邵冰  
【摘要】:由于节能和环保优势,纯电动汽车已成为当代汽车工业的重要方向之一。作为电动车辆关键储能单元,锂离子动力电池的性能对车辆的动力性和燃油经济性影响较大。可靠的电池管理系统可以提高电池使用的寿命与效率,是锂离子电池在电动车辆的推广应用的前提。由于锂离子电池储能状态难以观测、使用成本较高等原因,锂电池动态特性以及充电策略成为电池管理系统的关键技术之一。本论文以锂离子电池为研究对象,应用分数阶系统建模方法建立电池动态模型,并基于分数阶模型进行电池充电策略优化的研究。具体内容包括:(1)基于电池阻抗谱和电池系统的动态特性,采用分数阶建模方法,利用等效电路模型的形式,建立锂离子电池分数阶模型,并依据Oustaloup近似求解分数阶微分方程。(2)采用粒子群优化算法在时域范围对模型参数进行辨识,并对辨识结果进行分析和讨论。所提出的分数阶电池模型在不同的工况、不同的老化程度、不同的单体电池条件下,均保持较高的精度,具有很好的鲁棒性。并与最常用的1-RC模型以及其他五种等效电路模型进行对比,证明分数阶模型能够准确地描述锂离子电池动态特性。(3)基于电池分数阶系统模型,考虑充电时间和能量损失等因素,对电池充电策略进行研究。采用伪谱算法将优化控制问题转化为非线性规划问题进行求解,最后分析最大充电电压、温度、老化程度等因素对充电的影响。
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM912

【参考文献】
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