基于人工免疫粒子濾波的純電動(dòng)汽車鋰電池SOC估計(jì)研究

【摘要】：全球經(jīng)濟(jì)尤其是汽車工業(yè)的發(fā)展在給人們生活帶來舒適與方便的同時(shí),也帶來了環(huán)境污染和能源危機(jī)等一系列問題。為了解決原有汽車工業(yè)中存在的問題以滿足可持續(xù)發(fā)展的需要,純電動(dòng)汽車成為了未來汽車工業(yè)發(fā)展的方向。而制約純電動(dòng)汽車發(fā)展的最大阻力就是動(dòng)力電池的壽命和續(xù)駛里程,因而一套完善準(zhǔn)確的電池管理系統(tǒng)是必不可少的。其中電池荷電狀態(tài)(SOC)又是電池管理系統(tǒng)中最重要的參數(shù)之一。根據(jù)準(zhǔn)確的SOC值,可以時(shí)刻了解電池箱的性能和狀態(tài),避免電池的過充和過放,延長電池的壽命,同時(shí)可以據(jù)此來估計(jì)電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。所以如何準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的估計(jì)SOC值對(duì)電動(dòng)汽車發(fā)展具有重要的研究意義。 論文中涉及的純電動(dòng)汽車鋰電池?cái)?shù)據(jù)均來自于北京市在運(yùn)行的純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車真實(shí)數(shù)據(jù),與以往研究多采用實(shí)驗(yàn)?zāi)M數(shù)據(jù)具有很大的區(qū)別。實(shí)車電池工作環(huán)境更加復(fù)雜,影響SOC值的因素也更加多樣,使采集的數(shù)據(jù)比實(shí)驗(yàn)室仿真數(shù)據(jù)更具有研究意義。由于數(shù)據(jù)的復(fù)雜性,在進(jìn)行預(yù)測SOC之前需要對(duì)采集的大量電池?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理,刪除不完整和錯(cuò)誤數(shù)據(jù),得到連續(xù)完整的電池?cái)?shù)據(jù),方便之后的SOC預(yù)測。 為了準(zhǔn)確預(yù)測電動(dòng)汽車SOC值,論文根據(jù)采集數(shù)據(jù)的特征并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)電池模型,建立了適合純電動(dòng)汽車的電池狀態(tài)空間模型。并采用遺忘因子遞推最小二乘法對(duì)模型的參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定。目前對(duì)模型求解大部分研究集中在卡爾曼濾波上,而粒子濾波突破了傳統(tǒng)卡爾曼濾波的框架,對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)噪聲和觀測噪聲沒有任何限制,可適用于任何非線性系統(tǒng),精度可以逼近最優(yōu)估計(jì),是一種很有效的非線性濾波技術(shù)?；诹Ｗ訛V波的優(yōu)越性,論文把粒子濾波與電池模型相結(jié)合,通過采集的實(shí)車數(shù)據(jù)進(jìn)行了電池的SOC預(yù)測仿真實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示,粒子濾波算法預(yù)測SOC結(jié)果能把誤差控制在一定的范圍內(nèi),具有一定的適用性。 為了增加粒子的多樣性,論文探索性的采用了人工免疫算法來對(duì)粒子濾波進(jìn)行優(yōu)化。并通過與標(biāo)準(zhǔn)粒子濾波的對(duì)比實(shí)驗(yàn)和大量統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明,人工免疫粒子濾波算法對(duì)純電動(dòng)汽車鋰電池SOC的估計(jì)更加的準(zhǔn)確,具有很好的精度,可以滿足實(shí)際的需求。 【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)汽車 鋰電池 荷電狀態(tài) 粒子濾波算法 人工免疫算法
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-12
• 1 緒論12-17
• 1.1 研究背景12-13
• 1.1.1 電動(dòng)汽車發(fā)展背景12
• 1.1.2 國內(nèi)外電動(dòng)汽車發(fā)展趨勢12-13
• 1.2 SOC定義13-14
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14
• 1.4 研究意義14
• 1.5 論文內(nèi)容及研究框架14-16
• 1.6 本章小結(jié)16-17
• 2 鋰離子電池17-23
• 2.1 動(dòng)力電池種類17
• 2.2 電池相關(guān)術(shù)語17-19
• 2.3 鋰離子電池的工作原理19-21
• 2.4 鋰離子電池的主要特征21-22
• 2.5 影響鋰離子電池SOC的因素22
• 2.6 本章總結(jié)22-23
• 3 鋰離子電池模型23-41
• 3.1 電池模型23-27
• 3.1.1 等效電路模型23-25
• 3.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型25-26
• 3.1.3 經(jīng)驗(yàn)公式模型26-27
• 3.2 鋰離子電池模型的建立27-33
• 3.2.1 數(shù)據(jù)來源27
• 3.2.2 數(shù)據(jù)采集與處理27-29
• 3.2.3 數(shù)據(jù)分析29-32
• 3.2.4 電池模型的確立32-33
• 3.3 模型參數(shù)辨識(shí)33-40
• 3.3.1 系統(tǒng)辨識(shí)的原理33-34
• 3.3.2 最小二乘法參數(shù)辨識(shí)34-36
• 3.3.3 模型參數(shù)辨識(shí)的步驟36-38
• 3.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 電動(dòng)汽車電池SOC估計(jì)41-60
• 4.1 SOC估計(jì)方法現(xiàn)狀41-43
• 4.1.1 放電實(shí)驗(yàn)法41
• 4.1.2 安時(shí)計(jì)量法41-42
• 4.1.3 開路電壓法42
• 4.1.4 線性模型法42
• 4.1.5 模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法42-43
• 4.1.6 卡爾曼濾波法43
• 4.2 粒子濾波43-50
• 4.2.1 貝葉斯估計(jì)44-45
• 4.2.2 蒙特卡羅方法45-46
• 4.2.3 粒子濾波的原理46-49
• 4.2.4 粒子濾波預(yù)測SOC步驟49-50
• 4.3 實(shí)驗(yàn)效果50-59
• 4.3.1 充電過程SOC估計(jì)實(shí)驗(yàn)51-55
• 4.3.2 放電過程SOC估計(jì)實(shí)驗(yàn)55-57
• 4.3.3 統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)57-59
• 4.4 本章總結(jié)59-60
• 5 基于人工免疫優(yōu)化的粒子濾波算法60-71
• 5.1 人工免疫算法60-63
• 5.1.1 免疫算法中基本概念60
• 5.1.2 基本過程60-62
• 5.1.3 免疫算法計(jì)算模型62
• 5.1.4 人工免疫算法流程62-63
• 5.2 人工免疫粒子濾波算法63-66
• 5.2.1 人工免疫算法相關(guān)公式63-64
• 5.2.2 人工免疫粒子濾波算法流程64-66
• 5.3 實(shí)驗(yàn)效果66-69
• 5.3.1 對(duì)比試驗(yàn)66-68
• 5.3.2 統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)68-69
• 5.4 本章總結(jié)69-71
• 6 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 工作總結(jié)71-72
• 6.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)72
• 6.3 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 作者簡介76-78
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集78

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

三種插值方法的應(yīng)用與比較    張麗娟;

基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電池剩余電量計(jì)算模型    李革臣;江海;王海英;

電動(dòng)汽車SOC估計(jì)方法原理與應(yīng)用    林成濤,王軍平,陳全世

動(dòng)力電池進(jìn)展    胡信國;

電動(dòng)汽車動(dòng)力電池模型和SOC估算策略    宮學(xué)庚,齊鉑金,劉有兵,楊清新,路宗利

電動(dòng)汽車動(dòng)力電池模型及SOC預(yù)測方法    邵海岳,鐘志華,何莉萍,鐘勇,陳宗璋

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力電池組SOC辨識(shí)方法    羅玉濤;張保覺;趙克剛;

新型磷酸鐵鋰動(dòng)力電池    方佩敏;

基于CAN總線的電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)    楊朔,何莉萍,鐘志華

人工免疫粒子濾波算法的研究    張琪;王鑫;胡昌華;蔡曦;

鋰離子電池材料的相關(guān)研究    丁寧

純電動(dòng)汽車能量管理關(guān)鍵技術(shù)問題的研究    石慶升

純電動(dòng)汽車用磷酸鐵鋰電池SOC估算的研究    侯幽明

人工免疫算法及其在優(yōu)化問題中的應(yīng)用研究    靳宗信

基于小波—粒子濾波算法的股票價(jià)格預(yù)測研究    胡藝博

純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的研究    張巍

人工免疫算法的基礎(chǔ)研究及其應(yīng)用    江斌

電動(dòng)汽車用鎳氫電池模型參數(shù)辨識(shí)和SOC估算研究    李超

電動(dòng)汽車智能電池系統(tǒng)的研究    張金靈

基于粒子濾波算法的電動(dòng)汽車剩余電量動(dòng)態(tài)估計(jì)研究    張潔

磷酸鐵鋰電池模型參數(shù)辨識(shí)與SOC估算    侯幽明;陳其工;江明;

鋰離子電池管理系統(tǒng)研究    劉靈芝;

無軌電車用鋰離子電池管理系統(tǒng)的研究    溫家鵬;姜久春;張維戈;文鋒;

基于電路暫態(tài)分析的功率型動(dòng)力電池建模    王占國;金新民;孫丙香;龔敏明;曹雪銘;

混合動(dòng)力車用蓄電池管理系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)研究    尉慶國;蘇鐵熊;寧功韜;

非線性系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)丟失時(shí)的一種粒子濾波器算法    李雄杰;周東華;

一種新的混合智能粒子濾波算法在雷達(dá)機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤中的應(yīng)用    陳志敏;薄煜明;吳盤龍;陳沁欣;

輔助混合動(dòng)力電動(dòng)汽車技術(shù)研究(Ⅶ)——混合動(dòng)力電動(dòng)汽車電池荷電狀態(tài)估計(jì)    張彥琴;周大森;

均勻重采樣粒子濾波器在SINS初始對(duì)準(zhǔn)中的應(yīng)用    裴?？?孫新蕊;劉紅云;崔平遠(yuǎn);

混合動(dòng)力電動(dòng)車電池荷電狀態(tài)描述方法    吳紅杰,齊鉑金,鄭敏信,陳波,舒?zhèn)ポx

基于時(shí)延在線檢測的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)狀態(tài)模糊估計(jì)    劉文斌;賴旭芝;吳敏;

Bearings-only Multi-Sensor Multi-Target Tracking based on Rao-Blackwellized Monte Carlo Data Association    

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練中的粒子濾波算法    張應(yīng)博;秦鐘;王法勝;

Rao-Blackwellized Particle Filtering for Fault Detection and Diagnosis    

A New Method based on RBFNN in SOC Estimation of HEV Battery    

Particle Filter Tracking in Low frame Rate Video    

基于粒子濾波器的故障預(yù)測方法    周開軍;余伶俐;

基于差分進(jìn)化的改進(jìn)粒子濾波目標(biāo)跟蹤算法    王亞楠;陳杰;甘明剛;

改進(jìn)粒子濾波算法在二元無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤的應(yīng)用    楊曉東;向鳳紅;毛劍琳;郭寧;

GPS衛(wèi)星軌道標(biāo)準(zhǔn)化中幾種插值方法的比較研究    張政治;王龍;孫華麗;

基于全景視覺的移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定位與地圖創(chuàng)建方法研究    王玉全

基于隨機(jī)集理論的多目標(biāo)跟蹤技術(shù)研究    孟凡彬

非線性SPKF濾波算法研究及其在組合導(dǎo)航中的應(yīng)用    王小旭

潛艇航行訓(xùn)練模擬器模型簡化與參數(shù)優(yōu)化研究    朱怡

非線性濾波及在慣導(dǎo)系統(tǒng)傳遞對(duì)準(zhǔn)中應(yīng)用研究    楊萌

基于航海雷達(dá)的海浪遙測關(guān)鍵技術(shù)研究    唐艷紅

HEV鋰離子電池組管理關(guān)鍵技術(shù)研究    吳鐵洲

WSN多目標(biāo)跟蹤節(jié)點(diǎn)任務(wù)分配及跟蹤算法研究    劉美

雜波中的弱小目標(biāo)檢測與跟蹤研究    鄧曉波

目標(biāo)跟蹤與背景減除算法研究    陳鵬

基于SOC估計(jì)算法的電動(dòng)汽車充電器設(shè)計(jì)    余熠

基于手機(jī)浮動(dòng)車的高速公路交通流監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)    李超

鋰離子電池組智能管理系統(tǒng)研究    趙慶川

電動(dòng)單軌吊動(dòng)力鋰電池組智能管理系統(tǒng)的研究    趙平強(qiáng)

串聯(lián)動(dòng)力蓄電池均衡充電技術(shù)的研究    林俊

鋰離子動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)    黎繼剛

非線性系統(tǒng)參數(shù)和狀態(tài)聯(lián)合估計(jì)新算法研究    馮衛(wèi)娜

基于VxWorks的水下目標(biāo)探測跟蹤研究    李東起

船舶縱橫搖和升沉運(yùn)動(dòng)預(yù)報(bào)方法研究    王允峰

基于Jerk模型的高機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法研究    魏紀(jì)鋒

基于一種免疫遺傳算法的BP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)    周偉良,何鯤,曹先彬,程慧霞

輔助粒子濾波算法及仿真舉例    趙梅;張三同;朱剛;

基于ADVISOR的并聯(lián)式混合動(dòng)力越野汽車的研究    王鳳麒,崔勝民

國外電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)我國電動(dòng)汽車發(fā)展的啟示    李佩珩,易翔翔,侯福深

混合動(dòng)力電動(dòng)車電池荷電狀態(tài)描述方法    吳紅杰,齊鉑金,鄭敏信,陳波,舒?zhèn)ポx

免疫遺傳算法在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用    洪露;穆志純;

不一致性對(duì)動(dòng)力電池組使用壽命影響的分析    王震坡;孫逢春;林程;

汽車新動(dòng)力的發(fā)展趨勢研究(上)    胡安生

汽車新動(dòng)力的發(fā)展趨勢研究(下)    胡安生

電動(dòng)汽車是中國汽車行業(yè)的發(fā)展方向    馬驪歌;王俊喜;

免疫進(jìn)化計(jì)算理論及應(yīng)用    王磊

基于歐氏距離和精英交叉的免疫算法研究    鄭日榮

純電動(dòng)汽車能量管理關(guān)鍵技術(shù)問題的研究    石慶升

串聯(lián)動(dòng)力蓄電池均衡充電技術(shù)的研究    林俊

電動(dòng)汽車鋰電池剩余電量估計(jì)方法的研究    王璐

改進(jìn)粒子濾波算法及其在目標(biāo)跟蹤中應(yīng)用研究    李孟敏

基于卡爾曼濾波的動(dòng)力電池組SOC精確估計(jì)    徐杰

鋰離子電池SOC預(yù)測方法應(yīng)用研究    田曉輝

電動(dòng)汽車CAN總線的研究    袁傳義

基于純電動(dòng)汽車的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)    劉博

電動(dòng)汽車再生制動(dòng)穩(wěn)定性研究    趙國柱

電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)的研制    馮華

一種改進(jìn)的免疫遺傳算法及在PID控制器優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用    楊黎明

鋰電池的爆炸問題    王寧;余大波;

鋰儲(chǔ)備電池現(xiàn)狀與發(fā)展探討    馬素杰;

鋰電池將是未來中國電動(dòng)車的發(fā)展重點(diǎn)    

鋰電池的發(fā)展概述    屈偉平;

ADI公司推出用于能源、工業(yè)和汽車應(yīng)用的鋰電池監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)    李春梅;

有關(guān)IATA DGR 50版與49版鋰電池航空運(yùn)輸包裝指引的差異說明    劉鑫;張思瑤;黃鯤;

日本開發(fā)“超離子”固態(tài)鋰電池 具有抗高溫能力    

動(dòng)態(tài)    

有機(jī)活性物作陰極的鋰電池的國外研制情況    王金良,董九龍

水雷用鋰電池模塊可靠性計(jì)算及影響因素分析    馬福民

基于Joint EKF的動(dòng)力鋰電池SOC估計(jì)策略    何耀;劉新天;劉興濤;陳立;張陳斌;陳宗海;

動(dòng)力鋰電池組均衡方法綜述與分析    劉興濤;何耀;陳立;張陳斌;陳宗海;

輸變電線路在線監(jiān)測設(shè)備供電電源的研究    熊蘭;何友忠;宋道軍;劉勇;何為;張占龍;

電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池組電源管理系統(tǒng)研究    陳立;盧雪梅;方明杰;何耀;劉興濤;

TD室分站供電保障及鋰電池解決方案的應(yīng)用研究    吳川;高慶;

手套箱在鋰電池制作過程中的關(guān)鍵作用    

電動(dòng)飛機(jī)技術(shù)進(jìn)展    趙長輝;陳立瑋;

儲(chǔ)鋰材料的結(jié)構(gòu)變化研究    谷林;胡勇勝;李泓;黃學(xué)杰;陳立泉;

鋰硫聚合物電池的電化學(xué)性能研究    朱修劍;溫兆銀;顧中華;張向鋒;黃莎華;

動(dòng)力電池SOC預(yù)估方法研究進(jìn)展    杜濤;李愛魁;馬軍;劉飛;

我玩鋰電池    珠海·羅建明

鋰電池：大熱剛剛開始    本報(bào)記者 楊明

深圳惠程砸4500萬投建鋰電池項(xiàng)目    記者 趙一蕙

鋰電池代用兩例    安徽 王富軍

鋰電池快速自動(dòng)充電器    湖南 黃宗云

鋰電池的實(shí)驗(yàn)    湖南 劉德勝

摩托羅拉V8088鋰電池塊翻新記    安徽 童武俊

維科精華動(dòng)力鋰電池研發(fā)未取得進(jìn)展    記者 魏夢杰

太原機(jī)場對(duì)鋰電池?cái)y帶有新規(guī)    記者 王曉華　通訊員 白玉

“鋰電之芯”天津造    通訊員 楊占嶺　李永超 記者 杜洋洋

基于粒子濾波的視頻目標(biāo)跟蹤算法的研究    田雋

粒子濾波算法研究及其在GPS/DR組合導(dǎo)航中的應(yīng)用    宮軼松

電源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及參數(shù)估計(jì)策略研究    劉新天

鋰電池納米硫正極與凝膠聚合物電解質(zhì)的研究    饒睦敏

衛(wèi)星USB測控體制下信號(hào)特征參數(shù)的分析與識(shí)別    王樂

用于全固態(tài)鋰電池的無機(jī)電解質(zhì)薄膜制備與性能研究    趙勝利

基于相關(guān)性的SoC軟硬件劃分技術(shù)研究    桑勝田

基于SoC的密碼服務(wù)安全建模及其關(guān)鍵技術(shù)研究    楊先文

左心室MRI序列的運(yùn)動(dòng)跟蹤新方法    周壽軍

非線性濾波方法在導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    李濤

基于人工免疫粒子濾波的純電動(dòng)汽車鋰電池SOC估計(jì)研究    常海濤

電動(dòng)汽車鋰電池組SOC預(yù)測研究    段玲玲

基于UKF動(dòng)力鋰電池SOC動(dòng)態(tài)估測方法與實(shí)現(xiàn)    江躍龍

鋰電池管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)    周亞楠

鋰電池管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    喬思潔

快速可變目標(biāo)的IA指令集仿真器的初步研究    王穎

高效圖像壓縮SoC系統(tǒng)設(shè)計(jì)及驗(yàn)證    李勇

SoC測試數(shù)據(jù)壓縮方法研究    朱晟偉

基于狀態(tài)相關(guān)和冪次數(shù)劃分的SoC測試數(shù)據(jù)壓縮方法研究    毛蔚

基于FPSLIC的嵌入式SoC系統(tǒng)研究及應(yīng)用    周偉