基于改进容量增量分析法的锂电池可用容量估计

摘要：

针对动力锂电池在使用过程中难以高效准确估计其衰退后可用容量的问题,提出一种不依赖滤波算法的容量增量分析法获取不同型号电池的容量衰退特征,并基于数据驱动的方法搭建可用容量估计模型.首先,分别分析低通滤波与小波滤波在获取容量增量曲线中存在的问题,并对比差分电压值在1、10、20、50 mV时容量增量曲线的形态.其次,采用移动方差算法对不同电压差分值下容量增量曲线的波动性做出评价,确定出峰值特性明显且平滑的容量增量曲线.提取曲线的峰值作为动力锂电池的老化特征,运用斯皮尔曼相关性系数验证老化特征与电池老化状态之间的相关性.然后,引入门控循环单元建立锂电池的可用容量估计模型.最后,将不同老化测试条件下的2类电池老化数据集用于模型验证.研究结果表明:所建立的估计模型能够有效估算锂电池全寿命循环内的可用容量值,2组数据集中测试结果的相对误差除个别值外,多数相对误差值在2％以内;数据组1中,分别选取电池1和电池3测试数据的前50％为训练数据,后50％为测试数据,训练结果绝对误差稳定在0.05 A·h左右,测试结果绝对误差在0.04 A·h左右;对电池2与电池3的全寿命循环可用容量做出估计,结果相对误差稳定在2％左右;数据组2中对电池5、电池6和电池7的全寿命循环可用容量估计结果的相对误差整体亦在2％以内;且模型能够对锂电池循环过程中出现容量再生现象的循环做出4％以内的准确估计,显示出良好的估算精度和泛化能力.

关键词：汽车工程、锂离子电池、改进容量增量分析法、门控循环单元、可用容量估计

所属期刊栏目：35

分类号：U469.722(汽车工程)

资助基金：国家自然科学基金;云南省高校新能源汽车控制与运行安全科技创新团队项目

在线出版日期：2022-09-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：20-30