【正文】 圖43 反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 自組織網(wǎng)絡(luò)如圖44所示，Kohonen網(wǎng)絡(luò)是最典型的自組織網(wǎng)絡(luò)。圖42 前向型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 反饋網(wǎng)絡(luò)如圖43所示，該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在輸出層到輸入層存在反饋，即每一個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)都有可能接受來自外部的輸入和來自輸出神經(jīng)元的反饋。在各神經(jīng)元之間不存在反饋。每一層的神經(jīng)元只接受前一層神經(jīng)元的輸入。圖41 生物神經(jīng)元模型4．2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的種類相當(dāng)豐富，已有近40余種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的連接方式，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)大體上可分為三大類:前饋網(wǎng)、反饋網(wǎng)絡(luò)和自組織網(wǎng)絡(luò)。突觸對神經(jīng)沖動(dòng)的傳遞具有延時(shí)和不應(yīng)性，在相鄰的二次沖動(dòng)之間需要一個(gè)時(shí)間間隔。軸突是由細(xì)胞向外伸出的最長的分支，其功能是傳出信息，其端部的許多神經(jīng)末梢為信號的輸出端子。其中樹突是由細(xì)胞體向外伸出，有不規(guī)則的表面和許多較短的分支的部分，其作用是收集由其他神經(jīng)細(xì)胞傳來的信息。它和人體中其他細(xì)胞的區(qū)別在于具有產(chǎn)生、處理和傳遞信號的功能。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是在現(xiàn)代生物學(xué)研究人腦組織成果的基礎(chǔ)上提出的，用了模擬人類大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和行為，它從微觀結(jié)構(gòu)和功能上對人腦進(jìn)行抽象和簡化，是模擬人類智能的一條重要途徑，反映了人腦功能的若干基本特征。由于電池內(nèi)阻的在線測量是很困難的，所以常常采用離線的方法得到電池容量與SOH的對應(yīng)數(shù)據(jù)表格，汽車運(yùn)行中對充放電循環(huán)次數(shù)累積計(jì)數(shù)，然后根據(jù)表格來對總?cè)萘窟M(jìn)行修正。如果不考慮電池老化因素，隨著電池組容量的下降，SOC計(jì)算會變得越來越不準(zhǔn)確。鋰離子電池的循環(huán)壽命一般在500～1000次。結(jié)合式（37）和（39），可以得到同時(shí)對溫度和放電倍率補(bǔ)償?shù)腟OC計(jì)算公式： （314） 電池壽命因素蓄電池經(jīng)歷一次充放電稱為一個(gè)充放電周期，在一定的放電制度下，電池容量降至某一規(guī)定值之前，電池所經(jīng)歷的循環(huán)次數(shù)，稱為二次電池的循環(huán)壽命。則由式（39）得到：, （310）兩式相除得： （311）令，則有：將上式帶入理想狀態(tài)下的容量公式（36）得到： （312）方程兩邊除以電流下的總?cè)萘靠傻茫? （313）式中。確定n和K的值以后就可以根據(jù)方程求出在不同放電電流下的放電容量，實(shí)現(xiàn)不同放電倍率下的容量補(bǔ)償。Peukert經(jīng)驗(yàn)公式如下： （35）式中：I放電電流，A； t放電時(shí)間，h； n與電池類型有關(guān)的常數(shù)； K與活性物質(zhì)有關(guān)的常數(shù)；將Peukert方程兩邊都乘以，方程變?yōu)榱?，方程左邊是放電電流與時(shí)間乘積，在恒流放電的情況下實(shí)際上就是電池的放電容量Q，所以方程又可以寫成： （36）由該方程可以看出，電池的放電容量Q是放電電流和常數(shù)n，K的常數(shù)。一般來說，電流越大，能放出的電量越少。 放電倍率因素電池在不同放電倍率（即放電電流）下放電時(shí)，放出的電量是不一樣的。引起電池自放電的原因是多方面的，如電極的腐蝕，活性物質(zhì)的溶解等。另外，溫度對電池的自放電率也有很大的影響。以SONY公司的US18650鋰離子電池為例，以23℃為標(biāo)準(zhǔn)的溫度條件，不同溫度下電池電動(dòng)勢的相對變化量ΔE(T)如圖31所示：圖31 與電池溫度關(guān)系曲線可以看出，對于鋰離子電池，溫度越高，電池的電動(dòng)勢越高。電池的電動(dòng)勢也受到溫度的影響。得到下式： （33）考慮到t的荷電狀態(tài),則有： （34）式中：。對于鋰離子電池，工程中一般采用溫度系數(shù)的方法來對容量進(jìn)行修正。對于鉛酸蓄電池，可以根據(jù)如下經(jīng)驗(yàn)公式來針對溫度對電池容量的影響進(jìn)行補(bǔ)償： （31）式中：溫度為T℃時(shí)的容量； 溫度為30℃時(shí)的容量； 溫度系數(shù)，～；該式是把30℃時(shí)的容量作為標(biāo)準(zhǔn)容量，得出在溫度T時(shí)的電池容量。一般來說，電池的中高溫放電容量明顯比低溫時(shí)放電容量大，這是因?yàn)楦邷赜欣陔姌O材料中離子的擴(kuò)散，提高了材料的動(dòng)力學(xué)性能，同時(shí)電解液中電解質(zhì)的電導(dǎo)率也隨著溫度的升高而增加，使得遷移內(nèi)阻減小。 溫度因素由于電池中電極材料的活性和電解液的電遷移率等都與溫度有密切關(guān)系，所以環(huán)境溫度對電池性能的影響非常關(guān)鍵。自放電速率可以用單位時(shí)間內(nèi)容量降低的百分?jǐn)?shù)來表示。貯存過程中，在電池的正極上會發(fā)生副反應(yīng)消耗正極的活性物質(zhì)，從而使電池的容量下降。引起自放電的原因是多方面的，包括電極的腐蝕，活性物質(zhì)的溶解，電極上的歧化反應(yīng)等，其中最主要的主要原因是負(fù)極的腐蝕和正極的自放電。而影響SOC準(zhǔn)確計(jì)量的因素很多，其中自放電因素、溫度因素、放電倍率因素、電池壽命因素等都與SOC密切相關(guān)。鋰離子電池性能較好，適用范圍也比較廣，具有良好的應(yīng)用前景，在未來將逐步占據(jù)電動(dòng)汽車電池市場的主流地位。鋰離子電池特點(diǎn)是質(zhì)量輕、能量大、使用壽命長、工作電壓高、低自放電，能夠連續(xù)、平穩(wěn)的放電，是目前世界上比能量最高、循環(huán)壽命最長的可充電電池之一。 鋰離子電池由于金屬鋰位于元素周期表的第一主族第二位，在金屬中具有最負(fù)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位()，以及最小的電化當(dāng)量()，因而與適當(dāng)?shù)恼龢O材料匹配構(gòu)成的鋰電池，具有比能量高、電壓高的特點(diǎn)。鎳氫電池技術(shù)成熟、安全性好，在混合動(dòng)力的電動(dòng)汽車領(lǐng)域占據(jù)主流地位。在充電時(shí)，負(fù)極析出的氫貯存在儲氫合金中，正極由氫氧化亞鎳變成氫氧化鎳NiOOH和H2O，放電時(shí)氧在負(fù)極被還原，正極由氫氧化鎳變成氫氧化亞鎳。隔膜采用尼龍無紡布、多孔維尼綸無紡布等。但能量密度低，所以無法在其它類型電動(dòng)汽車上應(yīng)用。由于電極與電解液稀硫酸直接接觸，使極板柵很容易被腐蝕，且在電極上會生成緊密的白色硫酸鹽外皮，導(dǎo)致電池不能再充電，并且在放電過程中正極活性物質(zhì)容易脫落，因此循環(huán)壽命一般僅為150300次。其反應(yīng)原理如下： 陽極反應(yīng) 陰極反應(yīng) 總反應(yīng) 鉛酸蓄電池是最早發(fā)明的二次電池，其開路電壓高，價(jià)格便宜，放電電壓平穩(wěn)，生產(chǎn)技術(shù)成熟，使用可靠，因此一直被范圍廣的應(yīng)用。3 電動(dòng)汽車動(dòng)力電池3．1 動(dòng)力電池的分類動(dòng)力電池是為電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)提供能量的蓄電池，主要包括鋰離子電池、鎳氫電池和鉛酸電池等[5][6]。燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的制造成本居高不下，這將制約著電動(dòng)汽車的發(fā)展。我國鋰資源、稀土資源儲藏量豐富，發(fā)展電動(dòng)汽車可充分利用我國現(xiàn)有的資源。電動(dòng)汽車排放污染大氣的有害氣體是有限的，推廣電動(dòng)企業(yè)的發(fā)展，可以減少溫室氣體排放量，有效緩解大氣污染。而電動(dòng)汽車能量來源可以是多樣化的，推廣電動(dòng)汽車能夠優(yōu)化能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)，保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的能源安全。電動(dòng)汽車的發(fā)展對經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境的影響意義重大：（1）節(jié)約能源，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。本文主要運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法估算電動(dòng)汽車電池SOC，通過實(shí)驗(yàn)不斷優(yōu)化參數(shù)使得剩余電量預(yù)測更為準(zhǔn)確。預(yù)測電池每個(gè)循環(huán)可提供的電量及回收制動(dòng)的能量所產(chǎn)生的電量，并控制放電深度和充電時(shí)和制動(dòng)回收能量時(shí)的過充電。要實(shí)現(xiàn)這些功能就應(yīng)建立一個(gè)電池監(jiān)測和控制系統(tǒng)，其功用是通過監(jiān)測和控制單個(gè)電池的性能，最大化電池的充放電效果。電池外部因素也影響電池的壽命，如電池的充電參數(shù)，包括充電方式、充電電流、充電結(jié)束電壓；電池的放電參數(shù)，包括電池的放電電流、放電深度、脈沖電流等；電池的溫度；對電池維護(hù)的方式和頻率。與電機(jī)、電機(jī)控制技術(shù)、電池技術(shù)相比，電池管理技術(shù)還不是很成熟。電動(dòng)車還有能量回收的問題。電池的數(shù)量有限，充放電并不均衡。而目前應(yīng)用在剩余電量預(yù)測方面有許多種算法，由于對電池內(nèi)部運(yùn)行機(jī)理的復(fù)雜性以及狀態(tài)的不可確定性，一般建立在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上的算法更為準(zhǔn)確，對不同類型和安時(shí)數(shù)的電池而言算法可能不同，因此專用性較強(qiáng)。在電池的充、放電過程中，電池的端電壓變化只有數(shù)十毫伏，因此電池電壓檢測需要很高的精度，否則就無法正確判斷電池的工作狀態(tài)。電池管理系統(tǒng)主要有三個(gè)功能：(1)精確監(jiān)測電池電壓、電流和溫度參數(shù)，這是電池管理系統(tǒng)有效運(yùn)行的基礎(chǔ)和關(guān)鍵；(2)在監(jiān)控正確參數(shù)的前提下，應(yīng)用一定的算法準(zhǔn)確預(yù)測出電池電量狀態(tài)；(3)建立起一個(gè)四通八達(dá)的數(shù)據(jù)傳遞通道，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車內(nèi)