近些年來,隨著能源危機、環(huán)境污染等問題的日益嚴峻,混合動力和純電動代表的新能源汽車開始登上歷史舞臺,成為各個國家重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。動力鋰電池是電動汽車的核心部件之一,是主要的儲能元件,動力電池技術(shù)也成為了制約新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵要素。準確可靠的電池管理系統(tǒng)（Battery Management System,BMS）可以最有效的保證并提高電池系統(tǒng)的功用、確保電池系統(tǒng)穩(wěn)定可靠準確的運行,提高電動汽車的優(yōu)勢,滿足消費者的需求。建立準確的電池模型,對精確估計電池的荷電狀態(tài)（State of Charge,SOC）有著重要意義。本文以廣泛應用的三元鋰離子電池為研究對象,對其建模方案以及SOC估算策略展開研究。本文分析了鋰電池結(jié)構(gòu)和工作原理以及三元鋰電池的充放電反應過程。對電池的等效電路模型進行了綜述分析,以18650三元鋰電池為研究對象,對該電池的容量、開路電壓特性及各影響因素進行了實驗和相應的分析。結(jié)合現(xiàn)在常見的汽車辨識工況設(shè)計了一種新的參數(shù)辨識工況,為后續(xù)的電池建模及參數(shù)辨識提供了方案支持。對分數(shù)階理論的基本函數(shù)、定義以及性質(zhì)進行了綜述分析。根據(jù)鋰電池的工作特性,基于傳統(tǒng)Thevenin等效... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰電池單體結(jié)構(gòu)組成

莆?殼扒熬敖銜?餉韉囊煥嘍?Φ緋豙23]。鋰離子電池由SONY公司在二十世紀九十年代左右推出商用，自此，鋰電池技術(shù)取得了較為長足的發(fā)展和巨大進步[24]：多種新型正極材料被發(fā)現(xiàn)并予以應用，如錳酸鋰（24LiMnO）、磷酸鐵鋰（4LiFePO）和三元鎳鈷錳酸鋰（LiNMC）等，而鈷酸鋰（2LiCoO）由于其安全性較差、成本較高的特性，基本不能在電動汽車上使用。除了石墨外，鈦酸鋰也是另一種常見的負極材料。目前三元材料由于有著較高能量密度、高安全性以及長使用壽命等優(yōu)勢，將會越來越被廣泛用到電動汽車行業(yè)內(nèi)部作為電池材料。圖1-2為幾種不同類型電池的蜘蛛圖性能比較。盡管幾種電池性能各有優(yōu)劣，但是目前所有電池都很難達到內(nèi)燃機的能量密度/功率密度水平，一些新型高性能的基于鋰元素的電池也正在研發(fā)和設(shè)計，如鋰空氣電池（Li-AirBattery）、鋰硫電池（Li-SBattery），但在未來幾年都很難取得大規(guī)模應用，所以電動汽車的核心領(lǐng)域和性能還有較大的突破空間和提升潛力。圖1-2不同類型鋰電池性能比較Figure1-2Performancecomparisonofdifferenttypesoflithiumbatteries受目前工藝影響，單體電池容量難以達到電動汽車續(xù)航及功率需求。汽車廠

1緒論5家為了擴大總體的容量和功率，把多個電池單體并聯(lián)和串聯(lián)組成電池包或電池模塊，但是由于單體的不一致性，可能存在過充、過放等問題，從而會產(chǎn)生一系列危害，嚴重影響到電池包的使用壽命和安全性。因此建立一個有效的電池管理系統(tǒng)是必須的，也是完全發(fā)揮電池性能保持其循環(huán)壽命較長的必要條件[25]。圖1-3電池管理系統(tǒng)的基本功能Figure1-3Basicfunctionsofbatterymanagementsystem一個電池管理系統(tǒng)如上圖所示，必須包含以下幾大功能：（1）電壓電流監(jiān)測：實現(xiàn)過、欠電壓保護，限制最大電流以此來保護線路安全。（2）溫度監(jiān)測：有效的熱管理，防止電池過熱。（3）狀態(tài)估計：結(jié)合電流、電壓以及溫度情況，對電池荷電狀態(tài)、電池健康狀態(tài)進行估計。（4）充電控制和均衡：對電池充電電流、電壓進行管理，處理電池組的不一致性問題。（5）信息存儲：存儲電池數(shù)據(jù)，便于后續(xù)開發(fā)。（6）電池安全控制和報警：電池危險警報和電池老化預警等。（7）在線故障診斷。由于電池內(nèi)部數(shù)據(jù)不能直接測量獲得，所以準確、及時的估計電池的狀態(tài)和剩余電量是電池管理中需要攻克的困難之一。而一個能夠反應電池化學機理的電池模型能更加準確反應電池的健康狀態(tài)，提高SOC估算精度，以此來提升電池的使用壽命，對汽車充放電以及均衡起到重要保障。

【參考文獻】：
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[7]差分進化算法的改進及其在目標跟蹤的應用研究[D]. 楊笛.南京郵電大學 2017
[8]電動汽車鋰離子電池建模與SOC估計研究[D]. 王光英.濟南大學 2017
[9]溫度依賴的電動汽車動力電池建模及SOC估計方法研究[D]. 李炳思.吉林大學 2017
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