原文传递
车用锂离子动力电池一致性筛选与诊断策略研究
| 论文题名： | 车用锂离子动力电池一致性筛选与诊断策略研究 |
| 关键词： | 新能源汽车;动力电池;一致性筛选;诊断策略 |
| 摘要： | 动力电池是新能源汽车的能量来源，动力电池系统的性能很大程度上决定了整车的性能。动力电池的一致性主要电池组中各单体特性差异程度，动力电池一致性的好坏对动力电池系统的工作性能、稳定性及电池寿命等都有很大的影响。 本文针对电池一致性相关问题，首先分析了电池不一致的成因及危害；对电池一致性影响因素分析了其演变规律及耦合关系；从数学角度比较了变量离散性的评价指标，结合电池一致性评价的工程实践，确定以变异系数作为本文研究中电池一致性的重要评价指标之一；基于方形电池不同成组方式下充放电实验，发现电池单体的差异对先串后并电池组的影响要强于先并后串电池组。 本文从电池不同成组方式实验及理论分析得出串联充放电电池组单体差异在电压曲线中表现明显。采用30块圆柱形电池设计并进行串联充放电实验；结合电压变异系数在整个充放电过程的变化规律，对曲线进行分段分析，提取一致性筛选初级特征变量；基于主成分分析方法对特征变量进行进一步提取及降维获得二级特征变量；基于K-means聚类对二级特征变量展开聚类分析，将电池单体划分为不同类别；从样本数最大的类别中选取与聚类中心最近的18块电池再次串联成组进行充放电测试，通过测试结果分析比较验证得该方法可有效完成电池一致性筛选工作，考虑特征较全面，且流程简单，容易实现。 针对实车运行过程电压数据噪声干扰明显，电压差异时间表现不均等情况，基于DWT对108块电芯数据分别进行变换处理；发现可以通过电压曲线的局部差异来突出整体差异性，但随着小波分解层次加深，电压曲线信息量损失增加；本文将其变换处理后的电压曲线划分为正常曲线群及差异曲线；引入LOF算法对差异曲线进行离群程度诊断，发现曲线LOF评分受其稀疏程度影响；但皆表现出正常曲线群LOF评分分布较均匀，离群电压曲线LOF评分远大于均值的特点；可有效检测差异电芯。 |
| 作者： | 张地强 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 李顶根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
