锂电池化成参数的检测与估计技术研究.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目锂电池化成参数的检测与估计技术研究学科专业控制科学与工程学号201221250150作者姓名李明飞指导教师李志强副教授分类号密级注1UDC学位论文锂电池化成参数的检测与估计技术研究（题名和副题名）李明飞（作者姓名）指导教师李志强副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业控制科学与工程提交论文日期2015.03.01论文答辩日期2015.05.28学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月22日答

2、辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONTECHNIQUESOFDETECTIONANDESTIMATIONPARAMETERSOFLITHIUM-IONBATTERYINFORMATIONPROCESSAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ControlScienceandEngineeringAuthor:LiMingfeiAdvisor:LiZhiqiangSchool:SchoolofAeronauticsan

3、dAstronautics独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数

4、据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要电池化成是锂电池生产中的一个重要环节，化成的质量对电池的性能起着决定性作用。电池化成设备采用精确的参数检测与估计技术，能够获取锂电池精确的化成参数，实现化成流程的精确控制，从而保证了锂电池的化成质量。锂电池的化成参数主要包括锂电池电压、电流、内阻、温度、烟雾、容量、电池的荷电状态（StateofCharge，SOC），其中SOC是根据已知的测量数据估计得出的。SOC是锂电池化成过程之中的关键参数，对电池的性能评估起着重要作用。本文以

5、锂电池化成系统为硬件平台，研究锂电池参数检测相关的一些技术，保证参数检测的准确性，然后从锂电池模型出发，对锂电池SOC的估计算法展开深入研究。本论文的主要的研究内容如下：1.针对锂电池电压和电流采集中存在的干扰问题，本文提出防脉冲干扰滤波与数字低通滤波相结合的滤波方案，能够得到精确的测量值。为了使锂电池设备长期运行都保持较高测量精度，提出锂电池检测通道自动校准方法。在参数精确测量的基础上，研究了化成流程的闭环控制算法与系统分布式控制策略。2.从锂电池的模型出发，对锂电池进行基本性能测试实验，根据实验结果离线辨识模型的参数；为了参数在线估计的要求，采用递推估算算法对模型参数在线

6、辨识。利用扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波、粒子滤波以及无迹粒子滤波原理，推导出应用于SOC估计的具体递推算法，并在化成平台上对锂电池进行工况测试实验，仿真对比分析了各种估计滤波算法的估计性能。3.分析SOC估计误差的来源以及改进方法，针对锂电池在化成之中模型参数的时变的特性，研究提出自适应在线估计方案。自适应滤波算法首先估计模型内阻，再将内阻作为SOC估计算法中的已知参量，从而使SOC估计精度进一步提高。对锂电池进行模拟工况实验以及SOC估计算法仿真，对比分析了自适应估计算法与非自适应估计算法的性能，并验证了自适应算法的鲁棒性。4.结合化成数据信息在线估算锂电池总容量，由锂电

7、池实际总容量对SOC的估计过程进行修正，以使其在整个化成周期内都有较高的估计精度。根据化成平台的特点，将SOC自适应估计算法在底层嵌入式平台上实现，同时为了保证数值的稳定性，实现的估计算法采用了求根的形式。关键词：化成，参数检测，SOC估计，自适应滤波IABSTRACTABSTRACTBatteryformationisanimportantpartoflithiumbatteryproduction,anddeterminestheperformanceofthebattery.Lithiumform