[发明专利]一种锂电池与超级电容复合电源系统能量实时优化方法

说明书

本发明提出了一种锂电池与超级电容复合电源系统能量实时优化方法，将锂电池健康因子纳入复合电源系统模糊能量管理规则考虑范围，合理分配锂电池功率和超级电容功率，发挥超级电容与锂电池两者的优势，提高锂电池寿命；模糊变量采用三角形隶属度函数，模糊变量取其输入范围的平均值，实现模糊规则的数据化，得到输入数据样本和输出数据样本；利用神经网络的学习能力，对数据化后的模糊规则进行学习，得到基于神经网络的模糊能量管理模块；在此基础上，采用锂电池输出电流均方根作为性能函数，利用BP算法对神经网络权值及阈值进行调整，优化复合电源系统能量管理规则，在满足复合电源系统需求功率的同时，提高锂电池的寿命。

技术领域

本发明涉及电动汽车复合电源系统能量管理领域，尤其涉及一种锂电池与超级电容复合电源系统能量实时优化方法。

背景技术

电动汽车具有环保的优势和发展潜力。目前电动汽车尚处于成长阶段，全球电动汽车市场占有率很低。主要原因在于锂电池的性能及寿命等难以满足电动汽车要求。

锂电池的能量存储与充放电过程为电化学过程，高倍率放电降低其循环寿命，导致其容量下降。锂电池放电倍率越大，对锂电池寿命影响越大。

由于电动汽车道路行驶时具有较高的功率峰均比，在加速、爬坡时锂电池高倍率放电影响其容量损失及寿命。

将功率密度高和充放电能力强的超级电容作为辅助能源，是提高锂电池寿命、改善电动汽车加速性能等的有效途径。提高锂电池寿命有利于提高电动汽车可靠性，降低电动汽车的成本，提高电动汽车竞争力。

复合电源系统能量管理系统是合理分配锂电池功率和超级电容功率，发挥超级电容与锂电池两者的优势，提高锂电池寿命的关键。

实际应用中，锂电池的健康状况会逐步衰退，因此锂电池输出功率应适应锂电池健康状况。但常见的模糊能量管理规则中，未充分考虑锂电池组健康状况。

目前复合电源系统能量管理规则的优化，较多采用遗传算法等方法进行离线优化，在线优化方法较少。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种锂电池与超级电容复合电源系统能量实时优化方法，能根据锂电池健康状态，在满足复合电源系统需求功率的同时，提高锂电池的寿命。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种锂电池与超级电容复合电源系统能量实时优化方法，包括以下步骤，

S1，输入变量锂电池健康因子λ_bt,soh、复合电源系统需求功率P_hes,r和超级电容荷电状态SOC_sc；对输入变量进行量化和模糊化，转化为模糊量；

S2，基于模糊能量管理规则，得到锂电池组需求功率P_bt,r的模糊量，经过去模糊化和量化，得到锂电池组需求功率P_bt,r；

S3，锂电池需求功率P_bt,r传递给锂电池组模块，得到锂电池组输出功率P_bt,a。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括以下步骤，

S4，将模糊能量管理规则数据化，得到输入输出数据样本；

S5，利用BP神经网络对数据样本进行离线学习，得到记忆了模糊能量管理规则的神经网络能量管理模块。

进一步优选的，步骤S1中，