电动汽车动力电池分数阶阻抗模型和健康状态估计的研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51405374
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0503.机械动力学
- 结题年份:2017
- 批准年份:2014
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2015-01-01 至2017-12-31
- 项目参与者:王斌; 杨晴霞; 李其玉; 宁博; 许广灿; 孙红方;
- 关键词:
项目摘要
Aiming at the safety issue and service life issue for traction batteries of electric vehicle (EV), the state of health (SOH) estimation method based on fractional order impedance model would be researched in this project. Firstly, the electrochemical impedance spectra (EIS) analysis would be carried out for different state of charge (SOC) of the battery. The impedance equivalent circuit model would be deduced according to the electrochemical theories and circuit theories. The fractional order calculus theories would be utilized to explain the impedance equivalent circuit model, and the fractional order impedance model would be obtained. Secondly, based on the researches of discrete methods for fractional order calculus and the researches of model based state estimation methods, the SOH estimation method based on the fractional order impedance model would be analyzed and obtained. The relationships between the SOH of battery cells and the SOH of the battery string would be studied, and the method to obtain the SOH of the battery string from the SOH of the battery cells would be obtained. Finally, the realization methods and principles of the fractional impedance model and the SOH estimation method with hardware circuits, such as FPGA, would be studied, and the obtained circuits would run fast and the results would be accurate. The research results of this project would provide new theoretical foundation for SOH estimation method for battery management system of EVs, and the results to improve the computation complexity and accuracy would be very important, both in theory and in application.
针对电动汽车动力电池安全性和使用寿命这一科学问题,本项目拟开展基于电池分数阶阻抗模型的健康状态估计方法的研究。首先通过电化学阻抗谱分析方法获得电池在不同荷电状态下的阻抗谱,并综合电化学理论和电路理论推导得到电池阻抗等效电路模型;利用分数阶微积分理论对电池阻抗等效电路进行数学解释,获得电池分数阶阻抗模型。其次通过分数阶微积分离散方法和基于模型的状态估计方法的研究,明确基于电池分数阶阻抗模型的健康状态估计方法;研究电池单体健康状态与电池组健康状态之间的联系,获得由单体健康状态推测电池组健康状态的方法。最后,研究FPGA等硬件电路对分数阶阻抗模型和健康状态估计的实现方法和原理,获得运算速度快而精度高的电池健康状态估计硬件电路。研究成果将为电动汽车电池管理系统的健康状态估计提供新的理论基础,对提高健康状态估计的精度和运算速度等具有重要的理论意义和应用价值。
结项摘要
针对电动汽车动力电池安全性和使用寿命这一科学问题,本项目开展了基于电池分数阶阻抗模型的健康状态估计方法的研究。研究的主要内容包括:电动汽车动力电池精确分数阶阻抗模型建立的研究,基于模型的健康状态估计的研究,电池组不均衡特性对电池组状态估计影响与应对策略的研究,硬件在环仿真测试与实车验证研究。项目组首先对电动汽车动力电池进行时频特性测试,通过理论分析、模拟仿真和实验验证的方法,开展分数阶阻抗模型建立的研究,深入解释了电池时域与频域特性,探索分数阶阻抗模型构型与参数辨识方法。基于自适应控制算法,在建立锂离子动力电池精确模型的基础上,开展电池健康状态在线实时估算方法的研究。分析电池组的不均衡特性对电池组健康状态估计的影响,研究锂离子动力电池组均衡拓扑与控制策略。针对电动汽车实时工况,搭建了基于dSPACE的电动汽车动力电池测试实验硬件在环实验平台,并结合整车实验平台,实现对应方法的综合验证与评估。
项目成果
期刊论文数量(21)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(10)
专利数量(11)
A Novel Method to Balance and Reconfigure Series-Connected Battery Strings
平衡和重新配置串联电池组的新方法
- DOI:10.3390/en9100766
- 发表时间:2016-09
- 期刊:Energies
- 影响因子:3.2
- 作者:Xu Jun;Cao Binggang;Wang Junping
- 通讯作者:Wang Junping
A simplified fractional order impedance model and parameter identification method for lithium-ion batteries.
锂离子电池简化分数阶阻抗模型及参数辨识方法
- DOI:10.1371/journal.pone.0172424
- 发表时间:2017
- 期刊:PloS one
- 影响因子:3.7
- 作者:Yang Q;Xu J;Cao B;Li X
- 通讯作者:Li X
Adaptive mode switch strategy based on simulated annealing optimization of a multi-mode hybrid energy storage system for electric vehicles
基于模拟退火优化的电动汽车多模式混合储能系统自适应模式切换策略
- DOI:10.1016/j.apenergy.2016.05.030
- 发表时间:2017-05
- 期刊:Applied Energy
- 影响因子:11.2
- 作者:Wang Bin;Xu Jun;Cao Binggang;Ning Bo
- 通讯作者:Ning Bo
A Sliding Mode Observer SOC Estimation Method Based on Parameter Adaptive Battery Model
基于参数自适应电池模型的滑模观测器SOC估计方法
- DOI:10.1016/j.egypro.2016.06.088
- 发表时间:2016-06
- 期刊:Energy Procedia
- 影响因子:--
- 作者:Bo Ning;Jun Xu;Binggang Cao;Bin Wang;Guangcan Xu
- 通讯作者:Guangcan Xu
Adaptive Sliding-Mode With Hysteresis Control Strategy for Simple Multimode Hybrid Energy Storage System in Electric Vehicles
电动汽车中简单多模混合储能系统的自适应滑模迟滞控制策略
- DOI:10.1109/tie.2016.2618778
- 发表时间:2017-02
- 期刊:IEEE Transactions on Industrial Electronics
- 影响因子:7.7
- 作者:Wang B.;Xu J.;Wai R. J.;Cao B.
- 通讯作者:Cao B.
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其他文献
苯水相光氧化反应形成二次有机气溶胶的实验研究
- DOI:10.13671/j.hjkxxb.2019.0075
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- 期刊:中华医学杂志
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- 作者:韦存胜;孙彬;顾小花;蔡荇;程欣欣;时建铨;张长春;徐俊
- 通讯作者:徐俊
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- 通讯作者:徐俊
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- 期刊:Bio-101
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- 作者:张一帆;徐俊;刘玉兰
- 通讯作者:刘玉兰
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- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:中南大学学报(自然科学版)
- 影响因子:--
- 作者:冯朝;肖晓晖;徐俊;吴怡
- 通讯作者:吴怡
其他文献
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