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1. 研究目的与意义(文献综述)
纵观电池发展的历史,可以看出当前世界电池工业发展的三个特点,一是绿色环保电池迅猛发展;二是一次电池向蓄电池转化,这符合可持续发展战略;三是电池进一步向小、轻、薄的方向发展。而锂离子电池有如下优点:(1)能量密度高。(2)有较高的平均输出电压值。(3)可以高功率输出。(4)有较小的自放电率。(5)无记忆效应。(6)使用寿命长。(7)可快速充电。(8)使用温度范围宽。(9)绿色电池,对环境友好。因此,它具备当前电池工业发展的三大特点,从而被广泛应用于通讯、消费类电子产品、电动汽车、导航和航空等领域,作为众多电子设备、系统的供能来源。但是,锂离子电池容量衰退,寿命终结,导致故障的发生,可能会引起整个系统性能的下降,甚至造成工业事故,带来巨大损失。如果能够对锂离子电池的剩余使用寿命进行预测,提前预警,为使用者提示恰当的更换时间,就能避免故障的发生,同时避免过早拆换电池带来的经济损失,并提高系统运行的可靠性。因此,对锂离子电池剩余使用寿命进行预测有着重要的研究意义和实用价值。
锂离子电池剩余使用寿命(rul)是从当前开始锂离子电池性能状态初次衰退到失效阈值所经历的时间或者周期,rul预测是对已有的实时在线数据进行归纳总结、分析研究,运用相关算法模型预测出其在正常状态下的寿命重点。
综合国内外的锂离子电池rul预测方法,大致可以分为4类:基于经验知识的预测方法、基于模型的预测方法、基于数据驱动的预测方法、基于融合技术的预测方法。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容
学习并掌握锂离子电池的结构,特性,rul的影响因素,性能指标,退化机理。对锂离子电池的数据进行提取和处理。学习基本粒子滤波算法的原理,学习matlab编程方法,设计程序,调试仿真,获得模型参数的估计值,达到rul预测的目的。对基本粒子滤波算法进行优化或者采取融合算法,提高预测精度。对优化后的算法进行调试仿真,对比结果,进行分析。
3. 研究计划与安排
1 - 2周查阅相关文献,了解锂离子电池rul预测方法,粒子滤波算法原理;
3 - 4周文献翻译,写开题报告;
5 - 8周学习基本粒子滤波算法在matlab上的实现,并对数据集进行处理,预测锂离子电池rul;
4. 参考文献(12篇以上)
[1]d. liu, j. zhou, h liao, et al. a health indicator extraction and optimization framework for lithium-lonbattery degradation modeling and prognostics. ieee transactions on systems,
man, and cybernetics: systems, 45(6): 915-928, 2015
[2]patil m a, tagade p, hariharan k s, et al. a novel multistage support vector machine based approach for li ion battery remaining useful life estimation. applied energy, 2015.
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