空间电源系统仿真及锂离子电池剩余寿命预测研究

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1、硕士学位论文空间电源系统仿真及锂离子电池剩余寿命预测研究SPACEPOWERSYSTEMSIMULATIONANDLITHIUMIONBATTERYREMAINEDUSEFULLIFEPREDICTION闫晓华哈尔滨工业大学2014年12月国内图书分类号：TP273学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文空间电源系统仿真与锂离子电池剩余寿命预测研究硕士研究生：闫晓华导师：张颖副教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2014年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classif

2、iedIndex:TP273U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSPACEPOWERSYSTEMSIMULATIONANDLITHIUMIONBATTERYREMAINEDUSEFULLIFEPREDICTIONCandidate：YanXiaohuaSupervisor：AssociateProf.ZhangYingAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeofEngineeringSpeciality：ControlScienceo

3、fEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2014Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着航天事业的发展日益强大，空间电源系统作为航天器的主要供电系统，其工作工作效率问题也日趋得到人们的关注。太阳电池阵-蓄电池组电源系统以其结构简单、使用寿命长等优点得到广泛的应用。蓄电池组作为太阳电池阵-蓄电池组电源系统中最易失效的部分，其剩余寿

4、命预测的研究也得到了研究人员高度的重视。本文就太阳电池阵-蓄电池组空间电源系统进行了Matlab/Simulink仿真，实验结果验证了所建立系统的正确性。详细分析了该空间电源系统的运行模式，为该空间电源系统的研究提供了很好的平台。蓄电池组作为太阳电池阵—蓄电池组空间电源系统中重要组成部分，且易失效，且锂离子电池以其比能量高、循环寿命长、自放电率小等特点在民用电子产品、航空产品中得到广泛的应用。其剩余使用寿命（RemainUsefulLife,RUL）的研究也起到至关重要的作用。本文利用粒子滤波（ParticleFilter,PF）算法

5、的跟踪能力建立了锂离子电池的退化模型，对比多项式退化模型，该模型考虑了锂离子电池充放电周期之间的空闲时间的电化学反应，使模型更接近锂离子电池真实退化曲线。并对模型利用粒子滤波算法进行了仿真验证，结果显示该模型与真实的锂离子电池退化曲线之间的误差更小。利用该退化模型结合粒子滤波算法对锂离子电池RUL进行了预测。针对NASAPCoE测试中心的四组电池数据进行了实验，实验结果验证了该方法的有效性，并详细分析了锂离子电池RUL的概率密度分布。对粒子滤波算法的三种重采样算法进行了仿真实验，实验结果表明系统重采样具有更好的效果。关键词：太阳电池阵

6、-蓄电池组；锂离子电池；退化模型；粒子滤波-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文ABSTRACTWiththedevelopmentofthespaceindustrygrowing,spacepowersystemasthemainpowersupplysystemofspacecraft,itsworkefficiencyproblemistogettheattentionofpeople.Thesolarcellarray-batterypowersystemgetswidelyusedforitssimplestructure,

7、longservicelife.Batteryisasubsystemofthesolarcellarray-batterypowersystem.Itisapartofthemostvulnerabletofailure.Theresiduallifepredictionresearchalsogottheattentionoftheresearchershighly.Inthispaper,wegetMatlab/Simulinksimulationofthesolarcellarrayspace-batterypowersupp

8、lysystem.Theexperimentalresultsprovethevalidityoftheestablishedsystem.Thespacepowersystemoperatingmodewasdescr