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  本文關(guān)鍵詞：動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)SOC算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學(xué)》 2012年

純電動(dòng)汽車鋰動(dòng)力電池能量狀態(tài)估算算法研究

王海峰  

【摘要】：純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的電池狀態(tài)是電池管理系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)，電池狀態(tài)可以通過(guò)荷電狀態(tài)（SOC）與能量狀態(tài)（SOE）來(lái)描述。SOC反映了電池的容量狀態(tài)，SOE反映了電池的能量狀態(tài)。純電動(dòng)汽車上電池組與電機(jī)相連接并為電機(jī)提供能量，電池的剩余能量能表征電機(jī)的工作能力，也能反映電池的工作能力。相比容量狀態(tài)，能量狀態(tài)更能反映電池的放電能力。 本研究課題來(lái)源于吉林省高新電動(dòng)汽車公司承擔(dān)的吉林省重點(diǎn)科技項(xiàng)目“純電動(dòng)高檔商務(wù)客車研制”。電池管理系統(tǒng)的研制是項(xiàng)目中一項(xiàng)重要技術(shù)，電池管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車載電池的數(shù)據(jù)采集、管理、保護(hù)等功能。電池能量狀態(tài)的估算對(duì)電池管理系統(tǒng)有重要的意義，依據(jù)能量狀態(tài)可以在充放電過(guò)程中保護(hù)電池組不發(fā)生過(guò)充、過(guò)放等，以能量狀態(tài)為依據(jù)可實(shí)現(xiàn)電池組內(nèi)單體的均衡與整車能量?jī)?yōu)化，同時(shí)也是預(yù)測(cè)續(xù)駛里程的重要數(shù)據(jù)。 目前國(guó)內(nèi)外對(duì)電池容量狀態(tài)的研究較多，對(duì)能量狀態(tài)的研究較少，能量狀態(tài)的定義存在差異。一般電池放電較為平穩(wěn)，剩余能量的計(jì)算容易且準(zhǔn)確，而純電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池使用工況復(fù)雜，電流、環(huán)境溫度變化較大，這使得電池工作過(guò)程中電壓波動(dòng)較大，導(dǎo)致能量狀態(tài)的獲取難度增大。研究人員利用多種估算方法對(duì)電池容量狀態(tài)進(jìn)行研究，估算結(jié)果各有優(yōu)缺點(diǎn)，選擇合適的濾波算法估算電池能量狀態(tài)也成為一個(gè)重點(diǎn)。 要實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)電池的能量狀態(tài)有三個(gè)關(guān)鍵因素：第一，獲得準(zhǔn)確的SOE表達(dá)式；第二，建立合適的電池模型；第三，選擇合適的SOE估算算法。在分析了關(guān)于電池狀態(tài)估算的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀后，本文針對(duì)SOE估算主要做如下四方面工作： 1．通過(guò)電池試驗(yàn)分析影響電池充放電能量、充放電內(nèi)阻的因素，，分別研究環(huán)境溫度，充放電倍率，健康狀態(tài)與充放電能量的關(guān)系，環(huán)境溫度、充放電倍率與內(nèi)阻的關(guān)系。根據(jù)能量守恒定律獲得SOE的計(jì)算表達(dá)式。 2．對(duì)比分析目前常用的電池模型，綜合考慮模型的計(jì)算量、精度、實(shí)用范圍選取合適的電池模型。以試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立電池模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式，制定不同放電工況對(duì)模型的精度與適應(yīng)范圍進(jìn)行仿真驗(yàn)證。 3．以無(wú)跡卡爾曼濾波算法作為SOE估算的基本算法建立SOE估算模型，通過(guò)不同放電工況對(duì)估算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。在UKF算法中引入Sage—Husa自適應(yīng)濾波算法對(duì)參數(shù)進(jìn)行了自適應(yīng)調(diào)整，提高估算精度。 4．利用純電動(dòng)汽車遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)對(duì)SOE估算進(jìn)行實(shí)車驗(yàn)證。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)具有接收與發(fā)送電池電壓、電流、溫度的功能，利用組態(tài)王軟件調(diào)用電池?cái)?shù)據(jù)到Matlab環(huán)境下編譯的SOE估算模型中，對(duì)實(shí)車運(yùn)行過(guò)程中SOE的估算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。 以改進(jìn)的能量狀態(tài)計(jì)算表達(dá)式與簡(jiǎn)化電化學(xué)組合模型為基礎(chǔ)，利用UKF算法原理建立SOE估算模型，同時(shí)將自適應(yīng)算法引入U(xiǎn)KF算法對(duì)參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整，通過(guò)試驗(yàn)與實(shí)車驗(yàn)證可得基于AUKF算法估算SOE精度較高。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM912
【目錄】：

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【引證文獻(xiàn)】

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7 于同雙;鉛酸蓄電池行業(yè)現(xiàn)狀分析及對(duì)策[J];蓄電池;1999年04期

8 陳紅雨,吳玲,任超;從歐洲蓄電池會(huì)議看國(guó)外鉛酸蓄電池的研究動(dòng)態(tài)[J];蓄電池;2000年04期

9 歐陽(yáng)名三,余世杰;VRLA蓄電池容量預(yù)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J];蓄電池;2004年02期

10 石慶升,張承慧;基于水平鉛布電池的模塊化電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究[J];蓄電池;2005年01期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 張方華;雙向DC-DC變換器的研究[D];南京航空航天大學(xué);2005年

2 張軍明;中功率DC/DC變流器模塊標(biāo)準(zhǔn)化若干關(guān)鍵問(wèn)題研究[D];浙江大學(xué);2005年

3 鄭貴省;GPS/DR車載組合定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合算法研究[D];天津大學(xué);2005年

4 賀本林;鋰離子電池的新研究[D];蘭州大學(xué);2007年

5 蔣新華;鋰離子電池組管理系統(tǒng)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2007年

6 劉巍;輕型汽車轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性控制算法及硬件在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)研究[D];吉林大學(xué);2007年

7 陳晗;新型鋰離子電池正極材料LiFePO_4的合成及改性研究[D];湖南大學(xué);2007年

8 胡擁軍;鋰離子電池用聚合物電解質(zhì)的制備及性能研究[D];中南大學(xué);2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 關(guān)桂霞;車載Gps/DR組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D];華北工學(xué)院;2001年

2 羅光毅;蓄電池智能管理系統(tǒng)[D];浙江大學(xué);2003年

3 王貴明;電動(dòng)車動(dòng)力蓄電池實(shí)驗(yàn)建模研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2003年

4 趙興福;電動(dòng)汽車蓄電池的建模與仿真研究[D];武漢理工大學(xué);2004年

5 李忠陽(yáng);鋰離子電池用凝膠聚合物電解質(zhì)的研究與開(kāi)發(fā)[D];浙江大學(xué);2004年

6 潘靖;鋰電池智能管理系統(tǒng)[D];浙江大學(xué);2004年

7 李久芳;電動(dòng)汽車鎳氫電池剩余容量的測(cè)試研究[D];武漢理工大學(xué);2004年

8 劉倩;鎳氫電池管理系統(tǒng)及其SOC預(yù)測(cè)方法研究[D];武漢理工大學(xué);2004年

9 常立民;基于專家系統(tǒng)的汽輪機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障智能診斷系統(tǒng)[D];重慶大學(xué);2004年

10 張富興;城市車輛行駛工況的研究[D];武漢理工大學(xué);2005年

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