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基于扩展卡尔曼滤波的钠离子电池SOC估计 被引量:3
1
作者 张福建 赵席 +1 位作者 郑新月 邓富金 《电池》 北大核心 2025年第1期99-103,共5页
精确估计荷电状态(SOC)对于钠离子电池的合理使用至关重要。以18650型钠离子电池作为研究对象,在实验室钠离子电池阶段放电实验数据基础上,建立二阶RC等效电路模型,利用PyCharm软件进行SOC曲线仿真,对比扩展卡尔曼滤波(EKF)算法估计的SO... 精确估计荷电状态(SOC)对于钠离子电池的合理使用至关重要。以18650型钠离子电池作为研究对象,在实验室钠离子电池阶段放电实验数据基础上,建立二阶RC等效电路模型,利用PyCharm软件进行SOC曲线仿真,对比扩展卡尔曼滤波(EKF)算法估计的SOC曲线与实际曲线,验证算法的有效性和鲁棒性。增加补偿电压后,EKF算法能较好地估计电池的SOC,平均误差为1.79%,整体模型精度优于标准卡尔曼滤波算法,且最大误差减少了1.6个百分点,同时针对不同SOC初值具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 钠离子电池 扩展卡尔曼滤波(EKF)算法 二阶RC等效电路 荷电状态(SOC) 补偿电压
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质子交换膜燃料电池基于老化特征的剩余使用寿命混合预测方法 被引量:1
2
作者 徐冰 张敏 +1 位作者 杨文涛 张领先 《电工技术学报》 北大核心 2025年第17期5703-5714,共12页
针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的剩余使用寿命(RUL)预测问题,提出一种基于老化特征的混合预测方法。PEMFC整个生命周期内的老化特征可以分解为整体老化特征、电压波动特征和电压恢复特征。针对整体老化特征,首先利用平方根无迹卡尔曼滤... 针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的剩余使用寿命(RUL)预测问题,提出一种基于老化特征的混合预测方法。PEMFC整个生命周期内的老化特征可以分解为整体老化特征、电压波动特征和电压恢复特征。针对整体老化特征,首先利用平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF)进行预测;针对恢复电压特征,使用二阶RQ-RLC等效电路模型拟合电化学阻抗谱数据,获得恢复电压和时间的间接联系;针对电压波动特征,使用Xception-长短期记忆(LSTM)神经网络进行训练和预测。最后将三种老化特征的预测结果相叠加并计算PEMFC的RUL预测结果。基于两组工况数据验证,结果表明,相比SRUKF和Xception-LSTM独立预测,混合预测方法的精度提高了约20%。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 寿命预测 老化特征 混合预测 二阶RQ-RLC等效电路模型 Xception-长短期记忆
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人工心脏泵用锂电池关键健康因子估计
3
作者 沈喆 陈海丰 +2 位作者 王媛惠 屈增 喻航 《电子测量技术》 北大核心 2025年第4期139-148,共10页
当前锂电池的健康状态估计技术主要聚焦于新能源汽车动力电池等非生命支持设备,推广于人工心脏泵用锂电池时,显著的工况差异和难以表征复杂电化学反应特性的简单模型限制了SOH估计的准确性与可靠性。为此,针对人工心脏泵用锂电池高阶模... 当前锂电池的健康状态估计技术主要聚焦于新能源汽车动力电池等非生命支持设备,推广于人工心脏泵用锂电池时,显著的工况差异和难以表征复杂电化学反应特性的简单模型限制了SOH估计的准确性与可靠性。为此,针对人工心脏泵用锂电池高阶模型计算复杂度与SOH准确性评估的固有矛盾,提出一种自优化的关键健康因子估计方法建立锂电池模型。首先,针对锂电池电化学系统电流电势非线性使得阻抗测不准而难以建立模型的问题,设计暂稳态的电化学阻抗谱法并利用自研EIS测试装置获取多温度多SOC多频率下的多维阻抗信息。然后,分析阻抗信息与电池健康状态之间的线性关系,建立最小化阻抗目标函数并利用改进的粒子群优化算法求解优化问题。最后,硬件在环仿真实验模拟人工心脏泵用锂电池脉动模式下的不同工况并验证了所提方法的可行性和有效性。实验结果表明,所提算法在不同荷电状态和不同温度下关键健康因子估计误差小于2%;与标准PSO算法相比,所提算法的估计精度提升了1.88%,满足人工心脏泵用锂电池高精度的模型建立要求和SOH估计。 展开更多
关键词 人工心脏泵用锂电池 健康状态 二阶RC等效电路模型 电化学阻抗谱法 粒子群优化算法 关键健康因子
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基于Multisim的电路原理课程仿真实验设计 被引量:46
4
作者 颜芳 宋焱翼 +1 位作者 谢礼莹 李新科 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2013年第5期59-62,共4页
介绍MultiSim仿真软件在电路原理实验教学中的应用,通过引入Multisim仿真和虚拟仪器,将电路原理课程教学分为理论教学、计算机仿真和实验3个环节,设计了电路定理验证、动态电路暂态和稳态响应、一阶电路和二阶电路、三相电路等仿真实验... 介绍MultiSim仿真软件在电路原理实验教学中的应用,通过引入Multisim仿真和虚拟仪器,将电路原理课程教学分为理论教学、计算机仿真和实验3个环节,设计了电路定理验证、动态电路暂态和稳态响应、一阶电路和二阶电路、三相电路等仿真实验项目。实践证明,计算机仿真实验能够使电路理论和实验联系更加紧密,有利于提高学生实验的自主性,从而提高电路原理课程的教学质量。 展开更多
关键词 电路原理 仿真实验 MULTISIM 一阶电路 二阶电路
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不对称耦合电感对三相电路暂态过程影响分析 被引量:11
5
作者 李新 许中 +2 位作者 席世友 张建华 何治成 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期666-671,共6页
为了研究配电网无功补偿系统串抗互感对合闸操作过电压与过电流的影响,建立了一个含耦合电感的三相二阶电路模型,对该电路进行等效解耦和Laplace变换及反变换,并考虑了电感同名端不同布置的情形,讨论了电感之间存在不对称耦合电感对三... 为了研究配电网无功补偿系统串抗互感对合闸操作过电压与过电流的影响,建立了一个含耦合电感的三相二阶电路模型,对该电路进行等效解耦和Laplace变换及反变换,并考虑了电感同名端不同布置的情形,讨论了电感之间存在不对称耦合电感对三相电路过渡过程的影响。利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件,代入实际参数对该模型进行仿真计算,得出一系列过电压和过电流的仿真波形,对不同耦合电感情形下的过渡过程做出比较。理论推导和仿真结果表明,不对称耦合电感会使三相电路中性点位移并会对暂态过程过电流产生较大影响,而耦合电感是增大还是抑制过电流取决于电感同名端的不同布置。 展开更多
关键词 合闸 过电压 过电流 耦合电感 ATP-EMTP 二阶电路 仿真
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一种新型瞬变电磁发射机去过冲系统设计 被引量:7
6
作者 韩冰 于生宝 孙晗 《工矿自动化》 北大核心 2014年第3期45-48,共4页
针对瞬变电磁发射机发射电流过冲造成探测盲区的问题,提出了一种新型瞬变电磁发射机去过冲系统设计方案。该方案在发射线圈两端并联一个优化的RLC二阶电路,在发射电流下降到接近零时接通该电路,让发射电流按指数衰减,从而有效去除电流... 针对瞬变电磁发射机发射电流过冲造成探测盲区的问题,提出了一种新型瞬变电磁发射机去过冲系统设计方案。该方案在发射线圈两端并联一个优化的RLC二阶电路,在发射电流下降到接近零时接通该电路,让发射电流按指数衰减,从而有效去除电流过冲。仿真与实验结果表明,该方案能够去除发射电流的过冲振荡,减小探测盲区。 展开更多
关键词 瞬变电磁法 发射机 探测盲区 电流过冲 欠阻尼振荡 二阶电路
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PSPICE仿真分析与二阶动态电路教学法研究 被引量:6
7
作者 任兆香 谷海青 +1 位作者 张倩 李晓飞 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2016年第6期117-120,125,共5页
通过对二阶动态电路教学过程的分析,提出了将仿真分析与多媒体课件及板书相结合的教学方法。给出PSPICE软件的常用功能及进行电路仿真分析的基本步骤。以PSPICE仿真在二阶动态电路时域分析辅助教学实例,展示了RLC串联二阶电路在欠阻尼... 通过对二阶动态电路教学过程的分析,提出了将仿真分析与多媒体课件及板书相结合的教学方法。给出PSPICE软件的常用功能及进行电路仿真分析的基本步骤。以PSPICE仿真在二阶动态电路时域分析辅助教学实例,展示了RLC串联二阶电路在欠阻尼、临界阻尼和过阻尼情况下零输入、零状态和全响应曲线。实践证明,在课堂教学中引入仿真分析,能够促进学生理解电路及元件特性,全面掌握知识,提高教学效果。 展开更多
关键词 仿真分析 二阶动态电路 教学方法 PSPICE
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方波输入下LC电路暂态过程实验研究 被引量:2
8
作者 刘洪臣 陈东 刘雷 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2014年第2期23-26,共4页
对方波激励下串联LC电路进行了研究,讨论了方波周期与LC电路振荡周期成不同倍数时的电容电压和电感电流的变化规律。首先用二阶电路暂态过程分析的方法对方波激励下串联LC电路进行了理论分析,再利用Orcad/Pspice仿真软件对理论分析结果... 对方波激励下串联LC电路进行了研究,讨论了方波周期与LC电路振荡周期成不同倍数时的电容电压和电感电流的变化规律。首先用二阶电路暂态过程分析的方法对方波激励下串联LC电路进行了理论分析,再利用Orcad/Pspice仿真软件对理论分析结果进行仿真验证。通过这种先理论分析再仿真验证的方式使学生加深对二阶LC电路暂态过程分析的理解。 展开更多
关键词 二阶 LC电路 暂态过程 方波激励 仿真验证
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介观二阶并联电路的量子涨落 被引量:3
9
作者 嵇英华 谢芳森 《光子学报》 EI CAS CSCD 1999年第7期661-663,共3页
从有源RLC并联电路的经典运动方程出发,通过引入复正则变量,提出了RLC并联电路的量子化方案.作为应用,研究了压缩真空态下介观并联RLC电路中电压,电流的量子涨落。
关键词 二阶电路 压缩真空态 量子涨落 介观并联电路
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电抗耦合与不同期合闸对10kV并联电容器组合闸暂态的影响分析 被引量:1
10
作者 李历波 席世友 +1 位作者 王贤亮 胡思国 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期19-27,共9页
重庆市电力公司变电站近年来多次出现10 kV系统并联补偿电容器组合装置合闸过程中断路器(柜)故障事件。笔者从实际安装运行条件对合闸的过渡过程进行深入的理论分析:建立了1个含耦合电感的三相二阶电路模型,对该电路进行等效解耦和Lapl... 重庆市电力公司变电站近年来多次出现10 kV系统并联补偿电容器组合装置合闸过程中断路器(柜)故障事件。笔者从实际安装运行条件对合闸的过渡过程进行深入的理论分析:建立了1个含耦合电感的三相二阶电路模型,对该电路进行等效解耦和Laplace变换及反变换,分析了电感之间存在不对称耦合电感对三相电路过渡过程的影响;建立了含对地电容的电路合闸的电路模型,分析三相断路器合闸的不同期对合闸过渡过程中电流和电压的影响;再利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件,代入实际参数对该模型进行仿真计算:比较不同耦合电感情形下的过渡过程;比较同期和不同期两种情形,得出不同期的间隔时间、电容和电感值等因素是怎样影响过渡过程的;在综合比较各个因素综合影响下的电压和电流变化,提出合闸时断路器故障与过电流和过电压相关的结论。 展开更多
关键词 过电压 过电流 耦合电感 ATP—EMTP 二阶电路 仿真
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复频率二阶电路的量子涨落 被引量:9
11
作者 嵇英华 《量子电子学报》 CAS CSCD 1999年第4期315-320,共6页
本文将复频率谐振子量子化,然后利用类比的方法,实现了二阶电路的量子化.在真空态和相干态下求解了RLC电路中电荷和电流的量子涨落,并对结果进行了分析和讨论.
关键词 复频率 二阶电路 量子涨落
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平方根无迹卡尔曼滤波作球面变换的SOC估计 被引量:2
12
作者 何俊儒 王洪诚 +1 位作者 杨欣荣 王蕾 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期114-118,共5页
针对现有的电池荷电状态(SOC)估计方法存在计算推导过程复杂以及线性化精度低的缺点,提出了一种新的基于平方根无迹卡尔曼滤波在单位超球体中作球面变换的锂电池SOC估计方法。这种方法无需对非线性模型线性化且与传统的无迹卡尔曼滤波相... 针对现有的电池荷电状态(SOC)估计方法存在计算推导过程复杂以及线性化精度低的缺点,提出了一种新的基于平方根无迹卡尔曼滤波在单位超球体中作球面变换的锂电池SOC估计方法。这种方法无需对非线性模型线性化且与传统的无迹卡尔曼滤波相比,通过球面变换得到的Sigma点也更少,从而降低了计算要求。修正了电池的二阶等效电路模型,然后给出了所提出估计方法的具体步骤。最后,通过实验对估计方法进行了验证,分析了所提出的方法在SOC估计精度和鲁棒性方面的性能。实验表明,所提出的估计方法能顺利地完成电池SOC的精确估计,估计误差最大仅为4.98%,估计精度受参数变化影响小,具有一定的鲁棒性。 展开更多
关键词 锂电池 二阶等效电路模型 SOC 平方根无迹卡尔曼滤波 球面变换
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电磁轨道炮二阶过阻尼电路的模型构建及分析 被引量:2
13
作者 王磊磊 刘文 +2 位作者 吴榴红 白象忠 张海军 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2012年第6期69-73,8-9,共5页
为了探索电磁轨道炮二阶过阻尼电路的暂态过程,分别建立了以储能电容器上的电压、放电回路电流和电枢反电动势为暂态量的数学模型。运用Matlab软件分析了不同电感梯度下三者的变化规律。分析结果表明:电感梯度增大,电压和电流波动较小,... 为了探索电磁轨道炮二阶过阻尼电路的暂态过程,分别建立了以储能电容器上的电压、放电回路电流和电枢反电动势为暂态量的数学模型。运用Matlab软件分析了不同电感梯度下三者的变化规律。分析结果表明:电感梯度增大,电压和电流波动较小,反电动势波动较大。随着时间的增加,电流和反电动势的波动幅度比较显著,达到峰值后单调的衰减到零,而电压则一直单调的衰减到零。 展开更多
关键词 电磁轨道炮 二阶过阻尼电路 暂态量 数学模型 电感梯度
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用于光离子化检测器的微弱电流检测电路设计 被引量:7
14
作者 郑培超 李海 +6 位作者 朱思蒙 郑昆朋 颜勃汶 张秦望 刘一帆 王礼阳 王金梅 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2020年第3期42-47,共6页
文中设计一种可用于光离子化检测器的微弱电流信号检测电路。分析了前置放大电路中反馈电阻和反馈电容的选择,对比了跨阻式和T型电阻反馈网络两种前置放大电路结构的输出端噪声大小,设计了能够消除输入端共模电压干扰,并可有效消除环境... 文中设计一种可用于光离子化检测器的微弱电流信号检测电路。分析了前置放大电路中反馈电阻和反馈电容的选择,对比了跨阻式和T型电阻反馈网络两种前置放大电路结构的输出端噪声大小,设计了能够消除输入端共模电压干扰,并可有效消除环境温差等外界干扰影响的差分输入前置放大电路。所设计微电流检测系统还包括二阶有源低通滤波器、次级电压放大电路及运放双极性供电电源电路。搭建了微电流发生电路测试所设计检测电路,输出电压与输入电流呈现良好的线性关系。将所设计微电流检测电路应用于光离子化检测平台,通入异丁烯气体进行测试,发现在异丁烯浓度为0~178.5 ppm范围内,输出电压与气体浓度间成良好的线性关系,拟合优度为0.983。通过测试酒精和丙酮挥发物证明,该系统可以推广到用于其他挥发性有机物检测。 展开更多
关键词 光离子化检测器 前置放大电路 二阶有源低通滤波器 次级电压放大电路 双极性电源
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基于Matlab的典型二阶RLC振荡电路实验教学仿真 被引量:15
15
作者 马壮 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2016年第10期95-98,共4页
针对自动控制原理中的典型二阶系统,以串联RLC电路为研究对象,建立了RLC电路系统的微分方程、传递函数、动态结构图以及系统状态空间方程,利用现代控制理论分析了系统的能控、能观性;介绍了阻抗法建立RLC系统的动态数学模型,并利用Matla... 针对自动控制原理中的典型二阶系统,以串联RLC电路为研究对象,建立了RLC电路系统的微分方程、传递函数、动态结构图以及系统状态空间方程,利用现代控制理论分析了系统的能控、能观性;介绍了阻抗法建立RLC系统的动态数学模型,并利用Matlab中的Simulink建立了系统动态仿真模型,同时进行了单位阶跃响应与单位斜坡的响应的分析与研究,进一步充实了实验教学内容,便于实现理论与仿真实验的有机结合。 展开更多
关键词 二阶系统 RLC电路 实验教学 MATLAB仿真
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基于UKF的在线锂离子电池SOC估算研究 被引量:13
16
作者 徐劲力 马国庆 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第10期1615-1618,1644,共5页
锂离子电池的精确荷电状态(SOC)估算是电池管理系统(BMS)的关键技术之一,它依赖于电池模型的准确性。由此,基于二阶等效电路模型,采用一种带有遗忘因子递推最小二乘(FRLS)的在线参数辨识方法,以及在线辨识用于锂电池SOC估算的无迹卡尔... 锂离子电池的精确荷电状态(SOC)估算是电池管理系统(BMS)的关键技术之一,它依赖于电池模型的准确性。由此,基于二阶等效电路模型,采用一种带有遗忘因子递推最小二乘(FRLS)的在线参数辨识方法,以及在线辨识用于锂电池SOC估算的无迹卡尔曼滤波算法(UKF)来研究精确的SOC电池管理系统。并通过动态应力测试(DST),验证该模型的准确性,以及验证所研究方法在SOC估算上的准确性和稳定性。实验结果表明,与离线的UKF方法相比,基于UKF的在线SOC估算方法具有较高的精度和稳定性。 展开更多
关键词 锂离子电池 剩余电量 二阶等效电路模型 在线辨识 无迹卡尔曼滤波
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基于正比计数器的核脉冲整形电路设计 被引量:4
17
作者 宋茜茜 庹先国 成毅 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1241-1244,共4页
运用自主研制的正比计数器对环境中气态氚进行取样测量,针对该探测器设计了一种基于二阶有源低通滤波电路的脉冲整形电路,采用高速运算放大器实现了核脉冲的滤波整形,用较少的级数进行滤波即得到准高斯波形。利用Multisim10.0软件对滤... 运用自主研制的正比计数器对环境中气态氚进行取样测量,针对该探测器设计了一种基于二阶有源低通滤波电路的脉冲整形电路,采用高速运算放大器实现了核脉冲的滤波整形,用较少的级数进行滤波即得到准高斯波形。利用Multisim10.0软件对滤波电路的不同参数进行仿真测试,仿真结果与理论结果相符合。通过实验证明了该电路的可行性,同时为分析、优化核脉冲的波形,使其能够在后续的脉冲幅度分析器中被有效甄别提供了一种便捷可靠的方法。 展开更多
关键词 正比计数器 二阶有源低通滤波 准高斯波形 Multisim10.0
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基于MATLAB的暂态电路分析与计算 被引量:3
18
作者 张颖 甘正佳 金维香 《长沙电力学院学报(自然科学版)》 2002年第3期44-47,共4页
暂态电路的方程由高阶微分方程或一阶线性微分方程组描述 ,用手工方法求解比较困难 .以某一实际二阶电路为例 ,展示了MATLAB语言分析计算暂态电路的全过程 ,大大提高了计算效率 。
关键词 MATLAB 暂态电路 二阶电路 电路计算 电路分析 微分方程
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基于自适应无迹卡尔曼滤波的动力电池SOC估计 被引量:12
19
作者 张武 孙士山 张家福 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第1期14-17,共4页
针对传统无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)算法估计电池SOC时,在未知的干扰噪声条件下滤波精度较低和稳定性较差等问题,基于等效的二阶RC电路模型,提出自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filter,AUKF)算法。... 针对传统无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)算法估计电池SOC时,在未知的干扰噪声条件下滤波精度较低和稳定性较差等问题,基于等效的二阶RC电路模型,提出自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filter,AUKF)算法。在模型参数辨识的基础上,构建了系统状态方程以及量测方程;随后,研究了无迹卡尔曼滤波算法及其自适应调整策略。根据仿真结果可知,该算法估计的电池SOC最大误差小于2.13%,估算精度及收敛速度均好于传统无迹卡尔曼滤波算法。 展开更多
关键词 二阶RC等效电路模型 无迹卡尔曼滤波 电池SOC 自适应算法
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基于HPPC-FFRLS的锂电池等效模型参数在线辨识 被引量:1
20
作者 李长有 张颖 +1 位作者 赵勇 高国富 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第5期127-132,共6页
目的为了实现锂离子动力电池的高精度状态监测与分析,方法针对锂离子动力电池二阶RC等效电路模型的参数在线辨识展开研究。搭建锂离子动力电池二阶RC等效电路模型;利用开路电压法与安-时积分算法相结合的方式进行电池荷电状态(SOC)评估... 目的为了实现锂离子动力电池的高精度状态监测与分析,方法针对锂离子动力电池二阶RC等效电路模型的参数在线辨识展开研究。搭建锂离子动力电池二阶RC等效电路模型;利用开路电压法与安-时积分算法相结合的方式进行电池荷电状态(SOC)评估;通过HPPC测试实验数据进行等效电路模型的离线参数辨识;以离线辨识结果作为系统状态初值,结合带遗忘因子的递推最小二乘算法(FFRLS)对锂离子动力电池二阶RC等效电路模型参数进行在线辨识;利用Simulink搭建电池状态监测和充放电控制仿真系统,对基于在线辨识参数的模型进行仿真测试;利用可编程电源和电子负载搭建实验平台。结果对比在线辨识参数的系统仿真输出、离线辨识参数的系统仿真输出和实验数据,结果表明:基于HPPC-FFRLS在线辨识的模型仿真输出的误差相对于HPPC实验法减小了50%;在线辨识策略克服了环境温度、电池老化、充放电倍率等因素对参数的影响;仿真初期系统波动明显减小,等效模型系统动态跟踪具有更高的精度,鲁棒性更好。结论基于HPPC-FFRLS的锂电池等效模型在线辨识保证了模型参数的有效性,简化运算量的同时提高了模型精度。 展开更多
关键词 锂电池 二阶RC等效电路模型 HPPC测试 在线参数辨识 FFRLS
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