01
课程导论与工具箱概览
电池模型参数辨识的背景、工具箱功能架构、开发环境与依赖库安装。
导论环境
02
电池基础知识回顾
锂离子电池工作原理、开路电压(OCV)特性、内阻特性与SOC定义。
锂电OCV
03
等效电路模型(ECM)基础
Rint模型、Thevenin模型、PNGV模型、DP模型的数学表达与适用场景。
ECM建模
04
参数辨识数学基础
最小二乘法(LS)原理、递推最小二乘(RLS)、带遗忘因子的递推最小二乘(FFRLS)。
算法RLS
05
实验数据采集与预处理
HPPC测试流程、脉冲充放电数据解析、数据滤波与异常值剔除、SOC-OCV曲线拟合。
HPPC滤波
06
基于FFRLS的Thevenin模型参数辨识
模型离散化、FFRLS算法实现、R0/R1/C1参数在线辨识。
FFRLSThevenin
07
基于FFRLS的DP模型参数辨识
双极化模型离散化、参数向量构建、R0/R1/C1/R2/C2参数辨识。
DP模型辨识
08
OCV-SOC曲线标定
分段多项式拟合、样条插值拟合、查表法实现、曲线平滑处理。
OCV标定
09
卡尔曼滤波基础
标准KF原理、扩展卡尔曼滤波(EKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)简介。
KFEKF
10
基于EKF的SOC估计
状态方程与观测方程建立、EKF递推流程、噪声协方差矩阵整定。
SOCEKF
11
参数与状态联合估计(DEKF)
双扩展卡尔曼滤波架构、状态与参数交替更新、收敛性分析。
DEKF联合
12
工具箱核心模块设计
数据管理模块、模型配置模块、辨识算法模块、结果可视化模块。
架构模块
13
Python面向对象编程在工具箱中的应用
类的设计、继承与多态、抽象基类(ABC)定义算法接口。
OOPABC
14
数据管理模块实现
CSV/Excel数据读取、时间序列对齐、数据切片与批处理、数据缓存机制。
数据缓存
15
模型配置模块实现
YAML配置文件解析、模型参数模板、模型工厂模式创建实例。
YAML工厂
16
辨识算法模块实现
FFRLS算法类封装、EKF算法类封装、DEKF算法类封装、算法注册机制。
算法注册
17
结果可视化模块实现
Matplotlib动态绘图、参数收敛曲线、SOC估计误差带、交互式图表。
可视化Matplotlib
18
GUI界面开发(PyQt5)
主窗口布局、参数配置面板、数据加载与显示、辨识启动/停止控制。
PyQt5GUI
19
GUI界面开发(续)
实时曲线显示、结果表格展示、日志输出窗口、主题与样式美化。
实时美化
20
工具箱测试与验证
单元测试(unittest)、集成测试、基于仿真数据的算法验证。
测试unittest
21
真实电池数据案例分析
18650电芯HPPC数据处理、参数辨识结果分析、SOC估计精度评估。
案例18650
22
工具箱性能优化
NumPy向量化加速、Numba JIT编译、多线程数据处理、内存管理。
优化Numba
23
工具箱打包与分发
PyInstaller打包为exe、生成安装包、依赖项管理、跨平台兼容性。
打包PyInstaller
24
API文档自动生成
Sphinx文档工具、docstring规范、API参考手册、使用示例文档。
文档Sphinx
25
版本控制与协作开发
Git基础操作、GitHub仓库管理、分支策略、Issue与PR流程。
Git协作
26
高级话题：数据驱动模型
基于深度学习的数据驱动模型、LSTM用于SOC估计、与物理模型融合。
LSTM数据驱动
27
高级话题：电化学模型
电化学模型(P2D模型)简介、简化电化学模型(SPMe)、参数辨识挑战。
P2DSPMe
28
工具箱扩展接口设计
插件架构、自定义算法注册、自定义模型注册、回调函数机制。
扩展插件
29
工业应用案例
BMS算法原型开发、硬件在环(HIL)测试、云端数据处理与监控。
BMSHIL
30
课程总结与展望
工具箱完整回顾、常见问题FAQ、未来发展方向、推荐学习资源。
总结FAQ