矿用救生舱锂电池管理系统的应用研究的中期报告一、课题研究背景矿用救生舱是一种重要的应急设备，在矿山井下具有广泛的应用。救生舱内置有空气净化器、电脑、舱门及照明等必要设备，为被困人员提供安全的生存环境。而配备在救生舱中的锂电池管理系统也是关键的组成部分，它们为救生舱提供可靠的电源保障。然而，矿用救生舱的使用环境复杂、氧气稀薄、温度极低等特殊情况对其锂电池管理系统的要求也越来越高。因此，如何在矿山严酷的工作环境下，保证锂电池的续航能力和的安全稳定运行，一直是研究人员关注的问题。本研究旨在优化矿用救生舱锂电池管理系统，提高其储能性能、SOC估计精度和安全性能等方面的能力，从而确保救生舱在矿山工作环境下的稳定运行。二、研究内容1、矿用救生舱电池管理系统的分析和需求首先，本研究对矿用救生舱电池管理系统的原理和架构进行了分析，以确定其功能需求和性能指标。具体包括：增加电池储能性能，提高SOC估计算法的精准度，改善安全控制策略，提高系统整体的可靠性和稳定性等。2、电池储能性能优化的研究在研究储能性能的过程中，我们分析了电池正极、负极材料的电化学性质，研究了电池的容量、循环寿命、充放电特性等储能方面的问题，并提出了优化电池单体的措施。3、SOC估算算法的研究我们通过分析矿用救生舱电池的特性和使用情况，对SOC估算最影响的因素进行了分析。针对电池SOC估算的难点，提出了一种基于卡尔曼滤波和神经网络混合的SOC算法。4、安全控制策略的研究针对矿用救生舱在特殊环境下可能出现的安全问题，我们提出了一种基于电池均衡控制和防过放保护的安全控制策略。通过增加均衡电路模块，完善温度、电压、SOC等监测功能，实现最大限度地保证电池组的安全性能。三、初步成果1、根据需求分析和趋势预测，确定了研究方向和研究内容，优化了研究设计。2、在电池储能性能方面，针对电池单体的国际标准进行检验和测试，提出了优化后的措施，并进行了实验验证，初步取得了提高电池续航能力的效果。3、在SOC估算算法方面，我们提出了基于卡尔曼滤波和神经网络混合的SOC算法，并对其进行了建模和仿真。初步结果表明，该估算算法比已有方法具有更高的精度和鲁棒性。4、在安全控制方面，我们提出了一种基于电池均衡控制和防过放保护的安全控制策略，开发了相关软件，进行了离线和在线的实验验证，并取得了较好的安全和稳定性能。四、待解决问题和下一步工作1、需进一步完善电池的生化物质分析，优化电池的单体性能，提高矿用救生舱电池储能性能。2、对SOC估算算法的精度和鲁棒性进行进一步检验和测试。同时，模型软件的优化也需要逐步深入地探索，以满足工程实际应用的要求。3、安全控制策略应进一步验证其可靠性和实时性能，同时增加可能的异常情况处理和的复杂度检验。4、在矿用救生舱电池管理系统的实际应用中，需要综合考虑补偿算法修正、产品可靠性研究等因素，并不断提出新的技术方案，使得救生舱电池的应用和可靠性得到提高。