發(fā)布時(shí)間：2020-11-14 22:48

　　 全球范圍內(nèi)能源危機(jī)和環(huán)保問(wèn)題的日益嚴(yán)重,逐漸暴露了傳統(tǒng)燃油汽車(chē)在能源消耗和污染物排放方面的巨大缺陷,想要汽車(chē)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展就要求電動(dòng)汽車(chē)不斷進(jìn)步并逐步替代燃油汽車(chē)。電動(dòng)汽車(chē)中動(dòng)力電池是整車(chē)唯一動(dòng)力來(lái)源,故其可實(shí)現(xiàn)廢氣的零排放。電池性能的好壞會(huì)直接影響到車(chē)輛的整車(chē)性能以及汽車(chē)的行駛安全性,是最為核心的技術(shù)難題。為確保動(dòng)力電池組優(yōu)秀的性能,延長(zhǎng)電池組的使用壽命,電池管理系統(tǒng)對(duì)電池組合理的管理和控制是非常重要的。而電池荷電狀態(tài)(State of Charge,SOC)的估計(jì)是電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)(Battery Management System,BMS)中最為基礎(chǔ)和重要的功能,SOC的精確估計(jì)也是電動(dòng)汽車(chē)最為關(guān)鍵的核心技術(shù)。電池是一個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng),針對(duì)不同應(yīng)用條件下單一電池模型不能準(zhǔn)確描述電池的特性而引起SOC估計(jì)誤差的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種考慮電池不同特性的多模型卡爾曼濾波SOC估計(jì)算法,建立兩個(gè)模型分別描述電池的溫度特性和倍率特性,將兩種模型的估計(jì)值融合得到最終SOC估計(jì)結(jié)果。首先,為了以獲取電池組的溫度特性及倍率特性,設(shè)計(jì)了不同溫度下的混合動(dòng)力脈沖功率特性測(cè)試(The Hybrid Pulse Power Characterization,HPPC)試驗(yàn)以及變電流HPPC試驗(yàn);然后分別建立了考慮電池溫度和電池充放電倍率的動(dòng)態(tài)Thevenin模型,并在HPPC試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了電池模型參數(shù)辨識(shí),確定了兩電池模型的動(dòng)態(tài)參數(shù);最后,提出了一種考慮電池溫度與倍率特性的多模型自適應(yīng)卡爾曼濾波SOC估計(jì)算法;建立了SOC估計(jì)算法的仿真模型,并將SOC估計(jì)算法應(yīng)用于動(dòng)應(yīng)力測(cè)試(Dynamic Stress Test,DST)工況,仿真結(jié)果表明本文的多模型濾波算法在變電流工況下具有的精度優(yōu)勢(shì),驗(yàn)證了該方法在復(fù)雜環(huán)境下的適應(yīng)性�？紤]電池溫度和電池充放電倍率的模型均可在一方面描述電池的性能,多模型卡爾曼濾波SOC估計(jì)方法將電池內(nèi)部的溫度和倍率的動(dòng)態(tài)特性信息相融合,更好地解釋了電池在復(fù)雜環(huán)境下的非線性特性,使SOC估計(jì)在整個(gè)充放電區(qū)間和復(fù)雜的使用環(huán)境下保持較高精度,提高了SOC估計(jì)的準(zhǔn)確性和魯棒性。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：U469.7
【部分圖文】：

2 章 鋰離子電池性能及 SOC 估算方電池工作原理池的組成部分主要有多孔負(fù)電極、多孔正電極、隔膜極即電池的負(fù)極，與電池的負(fù)極接線柱相連，材料多的正極，與電池正極接線柱相連，如第一章第二節(jié)所使用可以分成不同種類(lèi)鋰離子電池，且不同種類(lèi)的鋰樣，常見(jiàn)的正極材料有 LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2和 屬?gòu)?fù)合膜，位于電池正負(fù)極之間，防止電池內(nèi)部正負(fù)一種多孔材料，鋰離子可以穿過(guò)隔膜。電解質(zhì)是一種溶劑，需有良好的導(dǎo)電性，對(duì)負(fù)極有較高的鋰嵌入量電壓，以減少自放電和電池內(nèi)部氣壓[35]。鋰離子電池之間的移動(dòng)來(lái)工作，其工作原理如圖所示。

正極材料 LiFePO4 內(nèi)阻 ≤1mΩ進(jìn)行本試驗(yàn)的平臺(tái)主要包括：美國(guó) Arbin BT2000多功能電池測(cè)試系統(tǒng)、恒溫測(cè)試箱、監(jiān)控用PC上位機(jī)，如圖3.1所示。其中 Arbin BT2000多功能電池測(cè)試系統(tǒng)可以同時(shí)對(duì)12種不同類(lèi)型的電池進(jìn)行獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，具備恒流充放電、恒壓充放電、脈沖充放電等功能，并且可編程控制充放電循環(huán)，根據(jù)用戶指定的配置文件控制每個(gè)電池的充放電電流并能夠按時(shí)間變化記錄測(cè)試過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。恒溫控制器主要用于配置測(cè)試用環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)溫度在-45℃至190℃的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。監(jiān)控用PC上位機(jī)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示以及后續(xù)處理。圖3.1電池實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

圖3.4HPPC測(cè)試制度表中電流為相對(duì)值，手冊(cè)中以放電電流為正，充電或反饋電流為負(fù)。而通個(gè)完整的測(cè)試流程是由表3.4所示的脈沖功率特性制度重復(fù)進(jìn)行組成的。簡(jiǎn)單就是從高 SOC 到低 SOC，每放10%電量做一次 HPPC 的脈沖制度，且每放電結(jié)束后有一個(gè)小時(shí)的靜置的時(shí)間，使電池的電壓值恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。完P(guān)C 測(cè)試流程如圖3.4所示。0 10 20 30 40 50 60-1-0.500.51Time in Profile(s)Current(relative)
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄧濤;孫歡;;鋰離子電池新型SOC安時(shí)積分實(shí)時(shí)估算方法[J];重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué));2015年01期

2 項(xiàng)宇;馬曉軍;劉春光;可榮碩;趙梓旭;;基于改進(jìn)的粒子群優(yōu)化擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的鋰電池模型參數(shù)辨識(shí)與荷電狀態(tài)估計(jì)[J];兵工學(xué)報(bào);2014年10期

3 魏克新;陳峭巖;;基于多模型自適應(yīng)卡爾曼濾波器的電動(dòng)汽車(chē)電池荷電狀態(tài)估計(jì)[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2012年31期

4 趙慶河;;一種電動(dòng)車(chē)用鋰電池剩余容量檢測(cè)系統(tǒng)[J];信息技術(shù);2012年06期

5 張利;朱雅俊;劉征宇;;鋰離子電池SOC與模型參數(shù)聯(lián)合估算研究[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2012年04期

6 高敏;;電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)[J];能源研究與利用;2011年04期

7 王銘;李建軍;吳捍;萬(wàn)春榮;何向明;;鋰離子電池模型研究進(jìn)展[J];電源技術(shù);2011年07期

8 夏蘭;李素麗;艾新平;楊漢西;;鋰離子電池的安全性技術(shù)[J];化學(xué)進(jìn)展;2011年Z1期

9 戴海峰;魏學(xué)哲;孫澤昌;;基于等效電路的內(nèi)阻自適應(yīng)鋰離子電池模型[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年01期

10 鄧龍征;;電動(dòng)汽車(chē)用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的研制進(jìn)展[J];新材料產(chǎn)業(yè);2009年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 林燕;LiFePO_4/C正極材料的溶膠凝膠制備及其結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)鍵影響因素研究[D];浙江大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 吳軍瑤;我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D];山西財(cái)經(jīng)大學(xué);2014年

2 李秀亮;電動(dòng)車(chē)用鋰離子電池組的監(jiān)測(cè)與SOC估算研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

3 楊詩(shī)佳;20kW車(chē)用鉛酸電池智能管理系統(tǒng)[D];浙江大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2884035