基于改进型采样点卡尔曼滤波的矿用电池SOC估计 被引量：6

1

作者 何灵娜 王运红 《机电工程》 CAS 2014年第9期1213-1217,共5页

为了实时、准确地估计矿用电池SOC值,通过采用加权统计线性回归法实现模型函数线性化,将采样点卡尔曼滤波技术应用到矿用电池SOC估计中。针对有限的电池管理系统资源,基于电池状态观测复合模型的状态方程线性和观测方程非线性的特点,提... 为了实时、准确地估计矿用电池SOC值,通过采用加权统计线性回归法实现模型函数线性化,将采样点卡尔曼滤波技术应用到矿用电池SOC估计中。针对有限的电池管理系统资源,基于电池状态观测复合模型的状态方程线性和观测方程非线性的特点,提出了将标准卡尔曼滤波和采样点卡尔曼滤波组合的非线性滤波算法;为了使得该算法具有应对突变状态的强跟踪能力和应对模型不准确的鲁棒性,引入了奇异值分解,采用特征协方差矩阵代替误差协方差矩阵,并基于强跟踪原理引入了次优渐消因子。仿真结果表明,基于改进型采样点卡尔曼滤波的矿用电池SOC估计算法兼顾估计精度和运算量,并具有跟踪突变状态和应对模型不准确的鲁棒性,完全适用于资源有限的矿用电池SOC估计;可见,该算法具有良好的实际应用价值。 展开更多

关键词 矿用电池 荷电状态 采样点卡尔曼滤波 奇异值分解 强跟踪滤波器

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多因素影响下融合RNN和AUKF的 矿用锂离子电池SOC估计

2

作者 窦元运 张成知 封居强 《电源技术》 北大核心 2025年第4期764-771,共8页

针对矿用锂离子电池在实际应用中面临的荷电状态(SOC)估计难题,提出了一种结合递归神经网络(RNN)和自适应无迹卡尔曼滤波(AUKF)的新方法,该方法考虑了温度、倍率等多因素对SOC估计的影响。对228 Ah大容量矿用锂离子电池进行多因素影响实... 针对矿用锂离子电池在实际应用中面临的荷电状态(SOC)估计难题,提出了一种结合递归神经网络(RNN)和自适应无迹卡尔曼滤波(AUKF)的新方法,该方法考虑了温度、倍率等多因素对SOC估计的影响。对228 Ah大容量矿用锂离子电池进行多因素影响实验,构建改进的一阶RC等效电路模型。利用RNN回归分析多因素对OCV-SOC关系及模型参数的影响。采用AUKF算法对电池在不同复杂工况下的模型进行有效辨识和SOC估计。实验结果表明,该方法能够显著提高矿用锂离子电池SOC估计的准确性和鲁棒性。研究结果可为矿用设备的智能化管理和维护提供重要的技术支持。 展开更多

关键词 SOC估计 矿用锂离子电池 多因素 递归神经网络 自适应无迹卡尔曼滤波

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矿用锂电池充电保护电路的研制 被引量：5

3

作者 马宏伟 李彬 《工矿自动化》 北大核心 2006年第4期79-81,共3页

介绍了锂电池的优势和保护电路的特点。用IC做充电管理,设计了一种矿用锂电池充放电管理电路,并给出了充电参数的设置方法和充放电控制的状态流程。为矿用锂电池保护电路的设计提供了一种参考。

关键词 矿用锂电池 充电保护 短路保护

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基于LLC拓扑的矿用大功率锂电池充电器的开发 被引量：3

4

作者 卢其威 吴玉肖 +1 位作者 李宁 周重阳 《煤炭工程》 北大核心 2014年第5期126-129,共4页

文章介绍了半桥LLC谐振变换器的原理,分析了半桥LLC谐振变换器的直流增益曲线。结合目前煤矿磷酸铁锂电池对高效率充电器的要求,设计了采用UCC25600为控制器芯片的LLC大功率磷酸铁锂电池充电器方案,并采用PSIM进行了仿真。开发了实验样... 文章介绍了半桥LLC谐振变换器的原理,分析了半桥LLC谐振变换器的直流增益曲线。结合目前煤矿磷酸铁锂电池对高效率充电器的要求,设计了采用UCC25600为控制器芯片的LLC大功率磷酸铁锂电池充电器方案,并采用PSIM进行了仿真。开发了实验样机:LLC电源指标25.2V/1000W,可对6单元串联磷酸铁锂电池组充电。仿真与实验结果表明,LLC煤矿磷酸铁锂电池充电器具有效率高,输出电压稳定的优点。 展开更多

关键词 LLC谐振变换器 矿用大功率锂电池 充电器

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基于LFOA-GRNN模型的矿用锂电池SOC预测 被引量：2

5

作者 陈德海 丁博文 潘韦驰 《现代电子技术》 北大核心 2020年第6期115-118,共4页

针对矿用电动汽车锂电池SOC预测易受到工况环境影响、建模复杂、预测误差大等问题,该文将电池端电压、放电电流、环境温度、湿度作为SOC的表征因子,构成样本集以训练广义回归神经网络(GRNN),再引入具有Levy飞行特征的双子群果蝇优化算法... 针对矿用电动汽车锂电池SOC预测易受到工况环境影响、建模复杂、预测误差大等问题,该文将电池端电压、放电电流、环境温度、湿度作为SOC的表征因子,构成样本集以训练广义回归神经网络(GRNN),再引入具有Levy飞行特征的双子群果蝇优化算法(LFOA)优化GRNN的平滑因子σ。LFOA结合了Levy飞行搜索和果蝇优化算法的优点,全局搜索能力更强,收敛速度更快。仿真结果表明,经LFOA优化的GRNN能更快地搜索到合适的σ,并有效预测电池任一充放电状态下的SOC,与FOA-GRNN模型比较,LFOA-GRNN模型预测精度更高、时间更短,最大绝对误差不超过0.03,具有较好的工程应用价值。 展开更多

关键词 矿用锂电池 SOC预测 GRNN LFOA 模型建立 仿真分析

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矿用锂电池组并联均流电路的设计 被引量：7

6

作者 尹鹏 李良光 陈兆权 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期206-208,共3页

介绍了矿用锂电池组并联均流电路的设计。通过对环流现象和电流的不均衡现象的研究,设计了并联均流电路,并用单片机对其进行控制,以达到均衡电流的目的。实验结果表明该均流电路工作稳定可靠,能够很好地投入煤矿井下电机车使用。

关键词 矿用锂电池组 电流环流 并联均流

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基于SRM的新型矿用蓄电池机车调速系统设计 被引量：4

7

作者 陈云 龚大伟 《煤炭工程》 北大核心 2014年第6期125-127,共3页

根据煤矿井下辅助运输的要求,设计了基于四相8/6极开关磁阻电机(SRM)的新型矿用蓄电池机车调速系统。给出了满足要求的硬件电路,采用电流内环、转速外环的双闭环控制对电机进行调速。实验结果表明,系统具有良好的动态跟随性和较高的控... 根据煤矿井下辅助运输的要求,设计了基于四相8/6极开关磁阻电机(SRM)的新型矿用蓄电池机车调速系统。给出了满足要求的硬件电路,采用电流内环、转速外环的双闭环控制对电机进行调速。实验结果表明,系统具有良好的动态跟随性和较高的控制精度,该新型蓄电池机车调速系统在煤矿井下辅助运输中具有广阔应用前景。 展开更多

关键词 矿用蓄电池机车 开关磁阻电机 调速系统

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基于2051单片机的矿用锂电池成品性能测试仪的设计 被引量：1

8

作者 张友 孟伟 楼晓春 《工矿自动化》 2009年第3期89-90,共2页

针对传统的矿用锂电池成品性能测试仪存在测试周期长、能耗高、劳动强度大等缺点,文章采用2051单片机设计了一种PACK组合电池成品性能测试仪,详细介绍了该测试仪的工作原理及软件设计。实际应用表明,该测试仪可有效地监控矿用锂电池产... 针对传统的矿用锂电池成品性能测试仪存在测试周期长、能耗高、劳动强度大等缺点,文章采用2051单片机设计了一种PACK组合电池成品性能测试仪,详细介绍了该测试仪的工作原理及软件设计。实际应用表明,该测试仪可有效地监控矿用锂电池产品质量。 展开更多

关键词 矿用锂电池 性能测试仪 保护板 单片机

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矿用锂离子电池针刺诱导内部短路的安全特性研究 被引量：4

9

作者 封居强 蔡峰 +2 位作者 伍龙 黄凯峰 窦元运 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期81-87,共7页

为研究锂离子电池内部短路引起潜在热失控风险的机理和规律,针对228 Ah矿用锂离子电池开展针刺诱导内部短路试验,通过分析电压、温度和重量损失率等参数,探明针刺速度、荷电状态(SOC)对热失控的影响和变化规律。研究结果表明:低速穿透时... 为研究锂离子电池内部短路引起潜在热失控风险的机理和规律,针对228 Ah矿用锂离子电池开展针刺诱导内部短路试验,通过分析电压、温度和重量损失率等参数,探明针刺速度、荷电状态(SOC)对热失控的影响和变化规律。研究结果表明:低速穿透时,因固体电解质界面膜的损坏与再生造成2次内部短路,温度和电压具有正相关性特征;随针刺速度的增加,电压下降起始时间和重量损失率变小,温升率基本不变;低SOC针刺时,内部短路影响电池热量的释放,改变短路放电的方式,随着SOC的增大,参与内部短路反应的活性物质越多,内部短路的现象明显、热失控严重,导致开路电压下降率、温升率和重量损失率均变大。研究结果可为该类电池在煤矿井下安全应用提供技术支撑。 展开更多

关键词 矿用锂离子电池 针刺速度 荷电状态 内部短路

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矿用储能电池荷电状态精确估计方法 被引量：5

10

作者 张建文 齐明辉 +1 位作者 王政 严家明 《工矿自动化》 北大核心 2019年第1期65-69,共5页

针对基于安时积分法的矿用储能电池荷电状态估计易产生累计误差的问题,提出一种基于改进安时积分法的矿用储能电池荷电状态精确估计方法。该方法引入温度校正系数、老化程度校正系数和充放电倍率校正系数,通过校正电池容量实现电池荷电... 针对基于安时积分法的矿用储能电池荷电状态估计易产生累计误差的问题,提出一种基于改进安时积分法的矿用储能电池荷电状态精确估计方法。该方法引入温度校正系数、老化程度校正系数和充放电倍率校正系数,通过校正电池容量实现电池荷电状态精确估计;在电池荷电状态为0~15%,90%~100%时,用电池端电压代替开路电压,对改进安时积分法所得结果进行实时校正。实验结果表明,该方法可提高矿用储能电池荷电状态估计精度,估计误差基本控制在±3%以内。 展开更多

关键词 矿用储能电池 电池管理系统 电池荷电状态 荷电状态估计 安时积分法 电池充放电

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基于SolidWorks的矿用隔爆电池箱壳体优化设计 被引量：9

11

作者 李岩 蔡冬霞 《工矿自动化》 2011年第2期74-76,共3页

在采用经验和类比法对矿用隔爆电池箱壳体进行初步设计的基础上,运用SolidWorks软件对壳体建模,利用SolidWorks自带的有限元分析插件对长方形的壳体在1 MPa压力下的应力、位移和变形的分布规律进行分析,获得壳体的应力值和位移值,找到... 在采用经验和类比法对矿用隔爆电池箱壳体进行初步设计的基础上,运用SolidWorks软件对壳体建模,利用SolidWorks自带的有限元分析插件对长方形的壳体在1 MPa压力下的应力、位移和变形的分布规律进行分析,获得壳体的应力值和位移值,找到了箱体的应力薄弱区域,并对强度富裕区域和薄弱区域进行结构改进,达到降低箱体重量、减少材料用量的目的。 展开更多

关键词 矿用隔爆电池箱 壳体设计 壳体优化 有限元分析 应力 位移 SOLIDWORKS

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矿用动力电池荷电状态预测 被引量：1

12

作者 谈发明 王琪 《工矿自动化》 北大核心 2019年第1期70-75,共6页

针对最小二乘支持向量机(LSSVM)用于预测矿用动力电池荷电状态(SOC)时正则化参数和核函数参数难以优化选择,灰狼优化(GWO)算法在单独求解约束优化问题时出现早熟、稳定性差、易陷入局部最优等问题,在差分进化灰狼优化(DE-GWO)算法的基础... 针对最小二乘支持向量机(LSSVM)用于预测矿用动力电池荷电状态(SOC)时正则化参数和核函数参数难以优化选择,灰狼优化(GWO)算法在单独求解约束优化问题时出现早熟、稳定性差、易陷入局部最优等问题,在差分进化灰狼优化(DE-GWO)算法的基础上,采用指数函数形式的非线性收敛因子对DEGWO算法进行改进。该非线性收敛因子在迭代过程前段衰减速率低,能更好地寻找全局最优解,在迭代过程后段衰减速率高,能更精确地寻找局部最优解,有效平衡全局搜索能力和局部搜索能力。实验结果表明,利用改进DE-GWO算法优化LSSVM参数后建立的矿用动力电池SOC预测模型最大绝对误差为3.7%,最大相对误差为5.3%。 展开更多

关键词 矿用动力电池 荷电状态 灰狼优化算法 差分进化 最小二乘支持向量机 收敛因子

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随机振动对矿用车载隔爆型锂离子蓄电池的影响分析

13

作者 李博 《工矿自动化》 北大核心 2020年第4期113-116,共4页

目前矿用锂离子蓄电池正弦振动试验方法无法全面反映蓄电池结构疲劳寿命、可靠性及其内部结构振动响应和激励状态下的振动特性.针对上述问题,采用随机振动中常用的虚拟激励法对矿用车载隔爆型锂离子蓄电池进行振动响应分析,从加速度响... 目前矿用锂离子蓄电池正弦振动试验方法无法全面反映蓄电池结构疲劳寿命、可靠性及其内部结构振动响应和激励状态下的振动特性.针对上述问题,采用随机振动中常用的虚拟激励法对矿用车载隔爆型锂离子蓄电池进行振动响应分析,从加速度响应、接触电阻、温度和隔爆腔体间隙变化4个方面分析了锂离子蓄电池在振动工况下可能产生的防爆性能和电气性能变化:被测锂离子蓄电池经过8 h的振动试验,隔爆腔体和壳盖处的隔爆间隙虽然还满足I类防爆电气设备的要求,但隔爆间隙显著增大,在该工况下长期使用存在隔爆失效(传爆)的风险;蓄电池正极接线柱由于工艺、材质或紧固期间装配的原因,接触电阻变大,导致局部发热量明显增加,如果温度持续上升可导致锂离子蓄电池薄膜融化,存在燃烧甚至爆炸风险.分析结果表明:随机振动试验方法可以充分暴露产品结构设计缺陷,可为车载锂离子蓄电池整体结构、应力变化、工作稳定性分析及疲劳寿命预测提供有效的数据支持. 展开更多

关键词 矿用车载锂离子蓄电池 隔爆型 随机振动实验 虚拟激励法 隔爆间隙 加速度响应

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机械冲击条件下锂离子蓄电池安全性分析

14

作者 倪春明 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第9期161-166,共6页

煤矿井下环境恶劣且空间狭小,锂离子蓄电池容易遭受外部的物理冲击或损害,引发安全事故。以100 A·h矿用锰酸锂离子蓄电池作为研究对象,对该电池进行针刺、高温、潮湿试验,分析电池的安全性能。通过针刺试验模拟煤矿井下环境中潜在... 煤矿井下环境恶劣且空间狭小,锂离子蓄电池容易遭受外部的物理冲击或损害,引发安全事故。以100 A·h矿用锰酸锂离子蓄电池作为研究对象,对该电池进行针刺、高温、潮湿试验,分析电池的安全性能。通过针刺试验模拟煤矿井下环境中潜在的机械冲击,用尖锐物体刺入电池,观察电池在极端条件下的反应。使用炉箱和湿度控制环境箱模拟煤矿井下的高温和潮湿环境,对针刺后的电池实施试验,评估电池在煤矿井下极端环境中的安全性和可靠性。试验结果表明:①电池被钨针刺穿后,表面出现一定变形和破裂,但未出现电解质泄漏的情况,同时电池并未出现冒烟、起火、爆炸等危险情况,内部也没有气体产生。被钨针刺穿后,电池温度显著上升,但能控制在安全范围内且没有引发燃烧或爆炸,说明该电池在煤矿井下应用中具有一定的热稳定性。②被刺穿电池在炉箱加热后显著膨胀,并伴随有气体泄漏的现象,但尚未引发爆炸或燃烧,说明电池在特定条件下具有一定的热稳定性。③在潮湿环境下,被刺穿电池产生气体,增加了内部压力,在刺穿和潮湿的双重影响下,使得电池温度增加,但因为潮湿环境中的水分起到一定的冷却作用,与高温环境下相比,电池温度上升趋势较为缓慢,且仍未引发爆炸或燃烧,说明电池在潮湿环境下仍具有热稳定性,不会出现热失控现象。 展开更多

关键词 矿用锰酸锂离子蓄电池 电池安全性试验 机械冲击 针刺试验 高温试验 潮湿试验

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基于数字孪生的高精度SOC和温度联合估计方法

15

作者 封居强 张成知 陈雨杭 《储能科学与技术》 2025年第9期3567-3580,共14页

矿用锂离子电池在煤矿极端工况下面临严峻的安全性与可靠性挑战。虽然高精度物理建模是潜在解决方案,但传统实验方法存在成本高、风险大的局限性,而机理模型又难以适应实际复杂工况。为此,本研究提出一种基于数字孪生协同的模型构建框... 矿用锂离子电池在煤矿极端工况下面临严峻的安全性与可靠性挑战。虽然高精度物理建模是潜在解决方案,但传统实验方法存在成本高、风险大的局限性,而机理模型又难以适应实际复杂工况。为此,本研究提出一种基于数字孪生协同的模型构建框架。以228 Ah矿用锂离子电池为研究对象,利用改进一阶RC等效电路模型,建立了考虑温度、倍率、SOC和老化等多因素耦合的电池特性表征体系。基于Simulink/Simscape多物理场协同仿真平台,构建了融合电化学、热力学和状态估计算法的数字孪生系统,并集成了对流热传递、UKF和EKF估计算法模块,实现SOC和温度联合估计的对比分析。UKF估计的实验结果表明:在BBDST工况下,25℃、45℃和60℃恒温条件下SOC估计的最大允许误差(MPE)分别为0.3937%、0.4347%和0.5067%,温度估计的MPE分别为0.74℃、1℃和0.9613℃。在DST工况下,三个恒温条件下SOC估计的MPE分别为0.1829%、0.0034%和0.0035%,温度估计的MPE分别为0.6℃、0.9992℃和0.9740℃。结果验证了该模型具有优异的温度适应性和泛化能力。为下一代智能BMS开发提供了可靠的数字孪生验证平台,具有重要的理论价值和广阔的工程应用前景。 展开更多

关键词 矿用锂离子电池 数字孪生 SOC与温度联合估计 Simulink/Simscape

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