新能源汽車動(dòng)力電池安全管理算法設(shè)計(jì)

前言
第1 章　新能源汽車及動(dòng)力電池發(fā)展概述 .. 1
1.1　國(guó)內(nèi)外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀分析 .. 1
1.1.1　國(guó)內(nèi)新能源汽車發(fā)展概述 .. 1
1.1.2　國(guó)外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀 .. 3
1.2　動(dòng)力電池發(fā)展概況 .. 5
1.2.1　動(dòng)力電池發(fā)展概述 .. 5
1.2.2　磷酸鐵鋰電池 .. 6
1.2.3　三元材料電池 .. 7
1.2.4　鈉離子電池 .. 8
1.2.5　固態(tài)電池 .. 8
1.3　動(dòng)力電池衰退機(jī)理分析 .. 9
1.4　動(dòng)力電池狀態(tài)估計(jì)概述 .. 11
1.4.1　動(dòng)力電池荷電狀態(tài)（SOC） .. 11
1.4.2　動(dòng)力電池健康狀態(tài)（SOH） .. 13
1.4.3　動(dòng)力電池剩余使用壽命預(yù)測(cè)（RUL） .. 15
1.5　本章小結(jié) .. 17
第2 章　動(dòng)力電池測(cè)試及基本概念 ..18
2.1　動(dòng)力電池組系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) .. 18
2.1.1　單體電池及電池組 .. 18
2.1.2　電池組系統(tǒng) .. 19
2.2　動(dòng)力電池的基本性能參數(shù) .. 21
2.3　動(dòng)力電池測(cè)試規(guī)程 .. 26
2.3.1　動(dòng)力電池基本測(cè)試原理與方法 .. 26
2.3.2　典型的測(cè)試設(shè)備 .. 29
2.4　動(dòng)力電池測(cè)試數(shù)據(jù)分析 .. 30
2.4.1　鋰離子電池測(cè)試方案及數(shù)據(jù)庫(kù) .. 30
2.4.2　單體動(dòng)力電池衰退性能特性分析 .. 33
2.4.3　實(shí)車動(dòng)力電池衰退性能特性分析 .. 38
2.5　本章小結(jié) .. 43
第3 章　動(dòng)力電池荷電狀態(tài)（SOC）估計(jì) ..44
3.1　動(dòng)力電池建模 .. 44
3.2　動(dòng)力電池模型參數(shù)辨識(shí) .. 46
3.2.1　動(dòng)力電池離線參數(shù)辨識(shí) .. 46
3.2.2　動(dòng)力電池在線參數(shù)辨識(shí) .. 50
3.3　動(dòng)力電池SOC 估計(jì)算法設(shè)計(jì) .. 54
3.3.1　自適應(yīng)擴(kuò)展卡爾曼濾波原理 .. 54
3.3.2　動(dòng)力電池測(cè)試平臺(tái)及電池組SOC 估計(jì)策略 .. 57
3.3.3　動(dòng)力電池SOC 估計(jì)結(jié)果驗(yàn)證分析 .. 62
3.3.4　實(shí)車電池系統(tǒng)SOC 估計(jì)及驗(yàn)證 .. 68
3.4　本章小結(jié) .. 70
第4 章　動(dòng)力電池健康狀態(tài)（SOH）估計(jì) ..71
4.1　動(dòng)力電池衰退數(shù)據(jù)分析 .. 71
4.1.1　動(dòng)力電池老化實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)庫(kù) .. 71
4.1.2　電壓差分（DV）計(jì)算方法 .. 73
4.1.3　容量增量（IC）曲線獲取方法 .. 74
4.1.4　溫度差分（DT）曲線濾波算法 .. 78
4.2　基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型的動(dòng)力電池SOH 估計(jì) .. 80
4.2.1　容量增量曲線峰值點(diǎn)提取方法 .. 80
4.2.2　支持向量機(jī)算法原理 .. 82
4.2.3　基于支持向量機(jī)電池衰退模型 .. 85
4.2.4　動(dòng)力電池SOH 估計(jì)驗(yàn)證分析 .. 86
4.3　基于溫度電壓差分法的鋰電池健康狀態(tài)估計(jì) .. 91
4.3.1　健康特征因子提取及相關(guān)性分析 .. 91
4.3.2　高斯過(guò)程回歸算法原理 .. 94
4.3.3　基于高斯過(guò)程回歸電池衰退建模 .. 97
4.3.4　動(dòng)力電池健康狀態(tài)估計(jì)驗(yàn)證分析 .. 98
4.4　本章小結(jié) .. 102
第5 章　動(dòng)力電池健康狀態(tài)和剩余使用壽命聯(lián)合估計(jì) .. 104
5.1　動(dòng)力電池SOH 與RUL 概述 .. 104
5.2　動(dòng)力電池SOH 與RUL 開環(huán)聯(lián)合預(yù)估 .. 108
5.2.1　基于線性回歸算法的特征提取 .. 108
5.2.2　多項(xiàng)式回歸模型 .. 108
5.2.3　開環(huán)SOH 與RUL 聯(lián)合預(yù)估框架 .. 110
5.2.4　動(dòng)力電池健康狀況預(yù)測(cè)結(jié)果及討論 .. 112
5.3　動(dòng)力電池SOH 與RUL 閉環(huán)聯(lián)合預(yù)估 .. 119
5.3.1　基于DT 曲線健康特征值提取 .. 120
5.3.2　粒子濾波算法原理簡(jiǎn)介 .. 124
5.3.3　多輸出高斯過(guò)程回歸算法原理 .. 126
5.3.4　閉環(huán)SOH 與RUL 聯(lián)合預(yù)估框架 .. 127
5.3.5　動(dòng)力電池健康狀況預(yù)測(cè)結(jié)果及討論 .. 129
5.4　本章小結(jié) .. 145
第6 章　動(dòng)力電池系統(tǒng)故障診斷 .. 146
6.1　動(dòng)力電池系統(tǒng)故障分類概述 .. 146
6.2　基于端電壓數(shù)據(jù)的動(dòng)力電池故障診斷 .. 148
6.2.1　樣本熵算法原理 .. 148
6.2.2　電池故障檢測(cè)算法設(shè)計(jì) .. 149
6.2.3　故障診斷準(zhǔn)確性驗(yàn)證 .. 150
6.3　基于電熱耦合模型的動(dòng)力電池故障診斷 .. 157
6.3.1　動(dòng)力電池電化學(xué)- 熱耦合模型 .. 157
6.3.2　基于無(wú)跡卡爾曼濾波的故障診斷算法設(shè)計(jì) .. 161
6.3.3　多故障類型診斷結(jié)果驗(yàn)證 .. 165
6.4　本章小結(jié) .. 173
第7 章　動(dòng)力電池系統(tǒng)安全管理與防護(hù) .. 174
7.1　動(dòng)力電池?zé)崾Э?.. 174
7.1.1　動(dòng)力電池?zé)崾Э赜|發(fā)分類 .. 174
7.1.2　熱失控?cái)U(kuò)展機(jī)理及防護(hù) .. 176
7.2　動(dòng)力電池濫用建模分析 .. 179
7.3　動(dòng)力電池安全管理 .. 191
7.3.1　動(dòng)力電池安全狀態(tài) .. 191
7.3.2　動(dòng)力電池系統(tǒng)高壓安全 .. 192
7.4　動(dòng)力電池系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全傳輸 .. 194
7.4.1　電池系統(tǒng)整車級(jí)數(shù)據(jù)安全傳輸 .. 194
7.4.2　網(wǎng)聯(lián)級(jí)數(shù)據(jù)安全傳輸 .. 195
7.5　動(dòng)力電池安全管理發(fā)展趨勢(shì) .. 197
7.5.1　機(jī)理分析到系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化 .. 198
7.5.2　被動(dòng)安全防護(hù)到主動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)與維護(hù) .. 199
7.6　本章小結(jié) .. 201
第8 章　動(dòng)力電池回收利用安全評(píng)估 .. 202
8.1　動(dòng)力電池梯次利用現(xiàn)狀分析 .. 203
8.1.1　動(dòng)力電池梯次利用研究背景 .. 203
8.1.2　國(guó)內(nèi)外電池梯次利用規(guī)范 .. 204
8.1.3　動(dòng)力電池梯次利用體系概述 .. 205
8.2　動(dòng)力電池退役后性能測(cè)試及評(píng)估 .. 207
8.2.1　動(dòng)力電池退役后性能特征分析 .. 208
8.2.2　退役動(dòng)力電池分組算法設(shè)計(jì) .. 213
8.2.3　退役動(dòng)力電池分組結(jié)果驗(yàn)證 .. 215
8.3　動(dòng)力電池全生命周期評(píng)價(jià)（LCA）技術(shù) .. 217
8.3.1　動(dòng)力電池回收處理方法概述 .. 217
8.3.2　國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池回收模式 .. 219
8.3.3　不同類型動(dòng)力電池回收工藝LCA 對(duì)比 .. 220
8.4　本章小結(jié) .. 221
參考文獻(xiàn) .. 222