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基于单粒子模型与偏微分方程的锂离子电池建模与故障监测

黄亮 李建远

基于单粒子模型与偏微分方程的锂离子电池建模与故障监测

黄亮, 李建远
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  • 锂离子电池内部结构是一种复杂的分布参数系统, 如果为了降低计算难度而使用常微分方程描述锂离子电池, 可能会引入系统误差, 降低系统模型的可信度, 需要使用偏微分方程建立分布参数系统的精确模型. 本文提出了一种基于单粒子模型和抛物型偏微分方程的锂离子电池系统建模与故障监测系统设计方法, 当锂离子浓度实测值与理想值的残差大于预设门槛时判定分布参数系统处于故障状态. 通过一个仿真实例进行了锂离子电池系统建模和故障诊断实验, 实验证明基于单粒子模型和偏微分方程的锂离子电池故障监测系统具有更高的精确度和可信度.
    • 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金(批准号: 2013JBM016)、国家自然科学基金(批准号: 61201363, 61172130)和国家留学基金(批准号: 201307095030)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-11-07
  • 修回日期:  2014-12-21
  • 刊出日期:  2015-05-05

基于单粒子模型与偏微分方程的锂离子电池建模与故障监测

  • 1. 北京交通大学电子信息工程学院, 北京 100044;
  • 2. 北京大学物理学院, 北京 100871
    基金项目: 

    中央高校基本科研业务费专项资金(批准号: 2013JBM016)、国家自然科学基金(批准号: 61201363, 61172130)和国家留学基金(批准号: 201307095030)资助的课题.

摘要: 锂离子电池内部结构是一种复杂的分布参数系统, 如果为了降低计算难度而使用常微分方程描述锂离子电池, 可能会引入系统误差, 降低系统模型的可信度, 需要使用偏微分方程建立分布参数系统的精确模型. 本文提出了一种基于单粒子模型和抛物型偏微分方程的锂离子电池系统建模与故障监测系统设计方法, 当锂离子浓度实测值与理想值的残差大于预设门槛时判定分布参数系统处于故障状态. 通过一个仿真实例进行了锂离子电池系统建模和故障诊断实验, 实验证明基于单粒子模型和偏微分方程的锂离子电池故障监测系统具有更高的精确度和可信度.

English Abstract

参考文献 (21)

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