威布尔分布串联动力电池组健康状态预测(附件)
目 录
1 绪论 1
1.1 本文的背景及意义 1
1.2 SOH的定义 2
1.3 SOH的国内外研究现状 2
1.3.1 SOH的国内研究现状 3
1.3.2 SOH国外研究现状 3
2 锂离子动力电池特性与衰减机理分析 5
2.1 动力电池发展概况 5
2.2 锂离子动力电池的材料结构 6
2.2.1 正极材料 7
2.2.2 负极材料 7
2.2.3 隔膜 8
2.2.4 电解液 8
2.3 锂离子动力电池工作原理 9
2.4 电池组性能衰退机制分析 9
2.4.1 锂电池老化机理 10
2.4.2 充/放电过程中的失效 10
2.5 影响电池寿命的因素 12
2.5.1 温度条件 12
2.5.2 充/放电电流倍率 12
2.5.3 放电深度条件 12
2.5.4 截止电压及滥用条件 12
3 威布尔分布 13
3.1 二参数威布尔模型 13
3.2 三参数威布尔模型 14
3.3 威布尔图 15
4 电池循环实验及数据分析 17
4.1 实验设备介绍 17
4.2 电池寿命实验 19
4.2.1 实验步骤 19
4.2.2 威布尔分布参数的辩识 21
4.2.3 串联动力电池组剩余寿命的预测 25
结论 26
致谢 27
参考文献 28
摘要
锂离子电池在能量密度、记忆效应、自放电率方面的优势使其逐渐成为诸多储能电池的首选，并被广泛应用于便携式电子设备、新能源汽车、航空航天等领域。为提高锂电池容量和输出功率，需将节动力电池单体通过串并联成组的方式来满足新能源汽车的续航里程和加速性能要求。由于在生产过程中原材料、生产工艺、环境，以及后续动力电池组使用环境和运行工况不同等 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
因素存在差异会加剧单体电池间的不一致性，具体表现为低容量单体电池提前进入充放电截止电压，寿命迅速衰减，串联动力电池组整体性能下降。
本文以串联锂离子动力电池组为研究对象，在了解电动汽车动力电池健康状态研究现状基础之上，综合锂离子电池充放电特征，基于串联动力电池组失效数据对威布尔分布各参数进行辨识，在此基础上利用失效动力电池概率密度函数对串联动力电池组寿命进行预测。
关键词 锂离子电池，串联动力电池组，威布尔分布，寿命预测
Title Health State Prediction of Series Power Battery Pack based on
Weibull Distribution
Abstract
The advantages of lithiumion batteries in terms of energy density, memory effect and selfdischarge rate make them gradually becoming the first choice for many energy storage batteries, and are widely used in portable electronic devices, new energy vehicles, aerospace and other fields. In order to increase the capacity and output power of lithium batteries, it is necessary to satisfy the cruising range and acceleration performance of new energy vehicles through multisection power battery cells in series and in parallel. Because there are differences in raw materials, production processes, and environmental factors in the production process, and the subsequent use environment and operating conditions of the power battery pack will intensify the inconsistency among the individual cells.
The specific performance is that the low capacity monomer battery enters the charge discharge cutoff voltage in advance, and the life of the battery is attenuated rapidly and the overall performance of the series power battery pack decreases.
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