基于恒流充电曲线电压特征点的锂离子电池自适应容量估计-汽车工程.PDFVIP

汽　 车　 工　 程 ２０１９年(第４１卷)第 １期 Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１９(Ｖｏｌ.４１)Ｎｏ.１ ｄｏｉ:１０.１９５６２/ ｊ.ｃｈｉｎａｓａｅ.ｑｃｇｃ.２０１９.０１.００１ 基于恒流充电曲线电压特征点的锂离子 电池自适应容量估计方法∗ １ １ １ꎬ２ ２ 来　 鑫 ꎬ秦　 超 ꎬ郑岳久 ꎬ韩雪冰 (１ 上海理工大学机械学院ꎬ上海　 ２０００９３ꎻ　 ２ 清华大学ꎬ汽车安全与节能国家重点实验室ꎬ北京　 １０００８４) [摘要]　 为提高锂离子电池容量在线估计精度ꎬ本文中提出一种基于部分充电曲线特征容量在线辨识和阿伦 尼乌斯容量衰减模型融合的自适应容量估计方法ꎮ 针对纯电动汽车极少存在完整充电的情况ꎬ提出一种基于恒流 充电电压特征点的容量在线辨识方法ꎮ 该方法先利用遗传算法对缩放平移后的充电曲线进行电压特征点优化ꎬ再 通过监测有关这两个不动的电压特征点的恒流充电数据ꎬ在线辨识电池的当前容量ꎮ 为进一步提高容量在线估计 的精度ꎬ通过增量式ＰＩＤ算法来融合容量在线辨识值和阿伦尼乌斯模型ꎬ进行模型参数的闭环修正ꎮ 最后ꎬ交变温 度寿命实验结果表明ꎬ利用本文中提出的自适应估计方法ꎬ最大估计误差不超过２％ꎮ 关键词:容量估计ꎻ循环寿命ꎻ阿伦尼乌斯模型ꎻ模型参数ꎻ增量式ＰＩＤ Ａｎ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃａｐａｃｉｔｙ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ Ｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ Ｐｏｉｎｔｓ ｉｎ Ｃｏｎｓｔａｎｔ￣ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｃｕｒｖｅ １ １ １ꎬ２ ２ Ｌａｉ Ｘｉｎ ꎬＱｉｎ Ｃｈａｏ ꎬＺｈｅｎｇ Ｙｕｅｊｉｕ ＆Ｈａｎ Ｘｕｅｂｉｎｇ １Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉｆｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＳｈａｎｇｈａｉ　 ２０００９３ꎻ ２Ｔｓｉｎｇｈｕａ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｔａｔｅＫｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ＳａｆｅｔｙꎬＢｅｉｊｉｎｇ　 １０００８４ [Ａｂｓｔｒａｃｔ]　 Ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅｏｎｌｉｎｅｃａｐａｃｉｔｙ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓꎬａｎ ａｄａｐｔｉｖｅｃａｐａｃｉｔｙ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｏｎｌｉｎｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ａ ｆｅｗ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｃｕｒｖｅｓ ｗｉｔｈ Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ ｃａｐａｃｉｔｙ ｄｅｃａｙ ｍｏｄｅｌ ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ.Ｉｎｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｌｄｏｍ ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓｏｆ ｃｏｍｐｌｅｔｅｃｈａｒｇｉｎｇ ｉｎｂａｔｔｅｒｙ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓꎬａｎ ｏｎｌｉｎｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅｂａｓｅｄ ｏｎｖｏｌｔａｇｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐｏｉｎｔｓｏｆ ｃｏｎｓｔａｎｔ￣ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｃｕｒｖｅｓ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ. Ｔｈｅ ｓｃｈｅｍｅ ｕｓｅｓ ｇｅｎｅｔｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｃａｌｅｄ ａｎｄ ｔｒａｎｓｌａｔｅｄｃｈａｒｇ