發(fā)布時(shí)間：2020-12-10 18:13

　　當(dāng)今我國(guó)能源和環(huán)境問題日益突出,電動(dòng)汽車憑借其排放少、污染小和噪音小等優(yōu)點(diǎn),得到了大力推廣和廣泛關(guān)注。電池管理系統(tǒng)(Battery Management System,BMS)及其核心算法等電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)的研究成為當(dāng)下研究熱點(diǎn),其中荷電狀態(tài)(State of Charge,SOC)的在線準(zhǔn)確估計(jì)是BMS研究的重點(diǎn)問題。本論文依托國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“鋰離子動(dòng)力電池狀態(tài)與參數(shù)自適應(yīng)聯(lián)合估計(jì)理論研究”,重點(diǎn)研究了基于雙擴(kuò)展卡爾曼濾波(Dual Extended Kalman Filter,DEKF)的模型參數(shù)和荷電狀態(tài)聯(lián)合在線估計(jì)方法及其在BMS中的開發(fā)實(shí)現(xiàn),全文內(nèi)容如下所列:首先,介紹了5種鋰離子電池等效電路模型,選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、參數(shù)辨識(shí)容易的戴維南等效電路模型作為研究使用的電池模型;利用離線參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)獲取電池參數(shù),分析了各參數(shù)隨SOC、溫度和倍率的變化規(guī)律;推導(dǎo)了離散的鋰離子電池狀態(tài)空間方程。其次,為了解決模型參數(shù)在復(fù)雜環(huán)境下變化導(dǎo)致SOC估計(jì)精度降低的問題,提出了基于帶遺忘因子的遞推最小二乘法(Forgetting Factor Recursive Least Squares,... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２本文主要章節(jié)的內(nèi)容與結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｔｈｅ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍａｉｎ?ｃｈａｐｔｅｒｓ?ｏｆ?ｔｈｉｓ?ｔｈｅｓｉｓ??

是實(shí)現(xiàn)鋰離子電池狀態(tài)估計(jì)有效方法。??鋰離子電池模型主要分為兩類，一類是電化學(xué)模型，一類是等效電路模型，分??類如圖２－１所示［５４］。??Ａ?Ｘ??鋰離子電池模型????Ｉ????／■??＼?Ｎ??電化學(xué)模型?等效電路模型??ｖ?Ｊ?＼??ｙ?????１????單粒子?準(zhǔn)二維?２苧２?Ｒｉｎｔ?Ｔｈｅｖｅｎｉｎ?二階?ＲＣ?ＰＮＧＶ?ＧＮＬ??模型?模型?模型?模型?模型?模型?模型??圖２＿１電池模型的分類??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｂａｔｔｅｒｙ?ｍｏｄｅｌｓ??電化學(xué)模型的理論基礎(chǔ)是多孔電極理論和濃溶液理論，它將鋰離子電池內(nèi)部??的微觀反應(yīng)過程數(shù)值化，從電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理層面來描述電池的充放電行為。但是該??模型理論復(fù)雜，計(jì)算量大，不利于在自動(dòng)控制中應(yīng)用。因此，電化學(xué)模型主要應(yīng)用??在鋰離子電池的設(shè)計(jì)研發(fā)、充放電優(yōu)化以及熱狀態(tài)診斷等方面。目前，常用的鋰離??子電池電化學(xué)模型主要有單粒子模型、準(zhǔn)二維模型和簡(jiǎn)化的準(zhǔn)二維模型。??在等效電路模型中，鋰離子電池內(nèi)外特性通過電阻、電感、電容、電壓源和電??流源等電器元件的不同組合方式來體現(xiàn)。等效電路模型具有清晰的物理意義，模型??簡(jiǎn)單直觀，可以根據(jù)電路推導(dǎo)出數(shù)學(xué)方程，參數(shù)獲取較為容易，多應(yīng)用于阻抗分析，??７??

溫度對(duì)容量的影響大。??為了消除同一溫度下倍率對(duì)電池容量造成的影響，將容量測(cè)試實(shí)驗(yàn)步驟３更??改如下，并重新測(cè)試。??步驟３．１、電池以１Ｃ電流放電至截止電壓下限停止，并靜置１小時(shí)；??步驟３．２、電池以Ｃ／１０電流再次放電至截止電壓下限停止，并靜置１小時(shí)。??該容量測(cè)試方法稱作“二階段放電法”?［５７］，即在大倍率放電至截止電壓后通過??小倍率電流再次放電至截止電壓。這樣測(cè)得的電池最大可用容量如圖２－４?（ｂ）所??／Ｊ＇＇＊?〇??由圖２－４?（ｂ）可知，在同一溫度下由電流倍率不同造成的電池容量差異己經(jīng)基??本被消除，５°Ｃ下不同倍率的容量最大相差０．３２Ａｈ，２５°Ｃ下不同倍率的容量最大相??差０．１５Ａｈ，４０°Ｃ下不同倍率的容量最大相差０．１４Ａｈ，也就是說，同一溫度下電池??的最大可用容量可認(rèn)為相同。從另一方面，這也說明當(dāng)電池以較大倍率放電至截止??電壓下限時(shí)，通過降低電流倍率還能夠繼續(xù)放出一定電量�！岸A段放電法”能夠??實(shí)現(xiàn)電池容量利用的最大化，這種容量測(cè)試方法削除了倍率對(duì)容量的影響，在ＳＯＣ??估計(jì)時(shí)最大可用容量的標(biāo)定中具有重要意義。??４２?Ｉ?■?Ｉ?１?Ｉ?４２?＜?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１??

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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