利用放电电压平台的FCM电池分选方法.pdf

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1、汽车工程２０１７年(第３９卷)第８期ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２０１７(Ｖｏｌ.３９)Ｎｏ.８ｄｏｉ:１０.１９５６２/ｊ.ｃｈｉｎａｓａｅ.ｑｃｇｃ.２０１７.０８.００３∗利用放电电压平台的ＦＣＭ电池分选方法张睿，周永勤，李然(哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，哈尔滨１５００８０)[摘要]针对电池分选成组后的一致性问题，在分析电池容量衰减与放电电压曲线关系的基础上，采用模糊Ｃ均值聚类算法，提出一种基于放电电压平台的ＦＣＭ电池分选方法。该方法选取单体电池放电电压平台的３个特征点作为样本，再将标准化后的样本集作为算法的分类对象，最后以

2、聚类有效性函数判定最优分类结果。全寿命实验的结果表明，采用分选方法得到的电池组动态一致性好，循环寿命衰减率降低，在５００次循环寿命测试后健康度仍保持在９０％以上。所提出的分选方法分选效率高，适用于数量较大的电池样本，可有效识别组内电池样本的一致性和生产质量，实现电池的多场合利用和效率最大化。关键词:磷酸铁锂电池；模糊Ｃ均值聚类；放电电压平台；一致性；健康度ＡＢａｔｔｅｒｙＳｏｒｔｉｎｇＳｃｈｅｍｅＢａｓｅｄｏｎＦｕｚｚｙＣ-ｍｅａｎＣｌｕｓｔｅｒｉｎｇ，ＴａｋｉｎｇＡｄｖａｎｔａｇｅｏｆｔｈｅＦｌａｔｎｅｓｓｏｆＤｉｓｃｈａｒｇｅＶｏｌｔａｇｅＣｕｒ

3、ｖｅＺｈａｎｇＲｕｉ，ＺｈｏｕＹｏｎｇｑｉｎ＆ＬｉＲａｎＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００８０[Ａｂｓｔｒａｃｔ]Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙｐｒｏｂｌｅｍｏｆｂａｔｔｅｒｉｅｓａｆｔｅｒｂｅｉｎｇｓｏｒｔｅｄｉｎｔｏｇｒｏｕｐｓ，ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｎａ-ｌｙｚｉｎｇｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｂａｔｔｅｒｙｃａｐａｃｉｔｙｌｏｓｓｅｓａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｖｏｌｔａｇｅ

4、ａｎｄａｄｏｐｔｉｎｇｆｕｚｚｙＣ-ｍｅａｎｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇａｌｇｏ-ｒｉｔｈｍ，ａｂａｔｔｅｒｙｓｏｒｔｉｎｇｓｃｈｅｍｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｔａｋｉｎｇａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｔｈｅｆｌａｔｎｅｓｓｏｆｄｉｓｃｈａｒｇｅｖｏｌｔａｇｅｃｕｒｖｅ.Ｗｉｔｈｔｈｅｓｃｈｅｍｅ，ｔｈｒｅｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐｏｉｎｔｓｏｎｔｈｅｆｌａｔｓｅｇｍｅｎｔｏｆｄｉｓｃｈａｒｇｅｖｏｌｔａｇｅｃｕｒｖｅｆｏｒｅａｃｈｃｅｌｌａｒｅｃｈｏｓｅｎａｓｓａｍｐｌｅｓａｎｄｗｉｔｈｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｓａｍｐｌｅｓｅｔａｓｔｈｅｓｏｒｔｉｎｇｏｂｊｅｃｔ

5、ｏｆｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｓｏｒｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｆｉｎａｌｌｙｊｕｄｇｅｄｂｙｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇｖａｌｉｄｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｗｈｏｌｅ-ｌｉｆｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｂａｔｔｅｒｙｐａｃｋｓｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅｓｃｈｅｍｅｐｒｏ-ｐｏｓｅｄｈａｓｇｏｏｄｄｙｎａｍｉｃｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙａｎｄｌｏｗｅｒｃｙｃｌｅｌｉｆｅｄｅｃａｙｒａｔｅ，ｗｉｔｈｉｔｓＳＯＨｒｅｍａｉｎｓａｂｏｖｅ９０％ａｆｔｅｒ５００ｃｙ-ｃｌｅｓｏｆｌｉｆｅｔｅｓｔｓ.Ｔｈｅｂａｔｔｅｒｙ

6、ｓｏｒｔｉｎｇｓｃｈｅｍｅｐｒｏｐｏｓｅｄｈａｓｈｉｇｈｓｏｒｔｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｌａｒｇｅｑｕａｎｔｉｔｉｅｓｏｆｂａｔｔｅｒｙｓａｍｐｌｅｓ，ａｎｄｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｑｕａｌｉｔｉｅｓｏｆｂａｔｔｅｒｙｓａｍｐｌｅｓｉｎａｐａｃｋ，ａｃｈｉｅｖｉｎｇｖａｒｉｏｕｓｏｃｃａｓｉｏｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｂａｔｔｅｒｉｅｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｌｉｔｈｉｕｍｉｒｏｎｐｈｏｓｐｈａｔ

7、ｅｂａｔｔｅｒｙ；ｆｕｚｚｙＣ-ｍｅａｎｓｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ；ｆｌａｔｓｅｇｍｅｎｔｏｆｄｉｓｃｈａｒｇｅｖｏｌｔａｇｅｃｕｒｖｅ；ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ；ｓｔａｔｅｏｆｈｅａｌｔｈ电解液注液浓度不一致等都会引起电池间的不一前言致。电池在生产过程中造成的不一致，会随着电池在使用中循环充放电次数的增加而强化，导致单体由于单体电池在生产过程中的差异，在成组使电池的容量等性能差异在使用过程中逐步扩大。容用时循环寿命比单体使用时衰减更快，这是由单体量较低的单体电池变成了负载，由容量较高的单体电池间的不一致性造成的。电池活化程度不一致、电池对其充电，引起这些

8、单体电池的过充或过放，导∗国家重点研发计划(２０１６ＹＦＣ０３００１００)资助。原稿收到日期为２０１７年２月