锂离子电池SOC估计和剩余寿命预测研究.pdf

1、锂离子电池因其能量密度高，自放电率低等优点，成为最广泛使用的电池，成功应用于电动汽车、电子产品、储能装置、航空航天、军事通信等领域。伴随着科技的进步，对于锂离子电池的续航性、可靠性和使用寿命有了更高的要求，加之近年电池故障引起的安全事故频发，对电池使用情况的实时监测、对电池剩余电量和使用寿命的估计和预测变得愈加重要和必要。本文针对锂离子电池管理系统中最重要的两个问题：SOC估计和剩余寿命预测，在现有研究成果的基础上展开探索。
　　

2、首先对锂离子电池的结构、特性、退化机理和模型进行了分析，了解影响电池SOC和剩余寿命的各种因素。
　　本文采用力神18650磷酸铁锂电池和新威公司高精度电池检测系统 BTS研究电池在充放电过程中的SOC变化情况。充电过程采用恒流工况，基于BP神经网络法方法估计SOC，不同的充电电流条件下记录的SOC值、电压值和电流值训练网络，另选一组实验数据验证该方法的可行性；放电过程采用BBSDT动态工况，利用PNGV等效电路模型描述电池特性，

3、通过在不同SOC值处进行11组HPPC实验，辨识等效电路模型参数，建立状态空间模型，基于EKF算法估算电池SOC。实验证明，以上两种SOC估计方法的误差均在5%以内，较传统方法有很大优势。
　　根据锂离子电池的老化机理可知，电池容量的衰减可以表征电池的老化程度，通常，电池容量的失效阈值为额定容量的70%-80%。本文提出粒子滤波结合电池容量经验退化模型预测电池剩余寿命，并利用NASA PCoE研究中心的电池容量退化数据验证方法的可