隨著能源危機、環(huán)境污染等問題的日益嚴重,電動汽車的大規(guī)模推廣應用已逐漸成為汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢。動力電池組作為電動汽車的動力源是最昂貴的部件之一,由于受單體電池制造工藝、工作環(huán)境及串聯(lián)回路的影響,在循環(huán)充/放電過程中單體的不一致性逐漸加劇,導致了動力電池組的使用壽命及可用容量逐漸降低,繼而縮短了動力電池組的續(xù)航里程。為減小動力電池組的不一致性,提高其使用壽命及續(xù)航里程,必須進行均衡管理。因此,本文以三元鋰離子電池為研究對象,基于動力電池組不一致性形成原因,對動力電池組在線主動均衡控制進行了理論研究和實驗分析。首先,針對動力電池組剩余容量（State of Charge,SOC）估算精度低問題,本文提出了一種基于無跡卡爾曼濾波SOC估計方法,建立了采用戴維寧模型的電池空間狀態(tài)方程,然后著重分析了無跡變換思想及無跡卡爾曼濾波對SOC估算原理,最后搭建了仿真模型,在NEDC工況（New European Driving Cycle）及HWFET（Highway Fuel Economy Test）工況下,采用無跡卡爾曼濾波對SOC進行了估算,仿真結果驗證了該算法對SOC估算的有效性。其次,針對... 

【文章頁數】：107 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景與意義
    1.2 動力電池管理系統(tǒng)國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 動力電池管理系統(tǒng)概述
        1.2.2 動力電池組均衡系統(tǒng)概述
    1.3 本文主要研究內容
第二章 動力電池組不一致性機理分析
    2.1 引言
    2.2 動力電池組結構
    2.3 動力電池組不一致性產生原因
        2.3.1 生產過程
        2.3.2 存儲過程
        2.3.3 使用過程
    2.4 動力電池組不一致性表現(xiàn)
        2.4.1 內阻差異
        2.4.2 電壓差異
        2.4.3 容量差異
    2.5 動力電池組不一致性改善方法
    2.6 小結
第三章 基于無跡卡爾曼濾波的SOC估算方法研究
    3.1 引言
    3.2 鋰電池等效模型
        3.2.1 電化學模型
        3.2.2 內阻等效模型
        3.2.3 改進內阻等效模型
        3.2.4 戴維寧等效模型
        3.2.5 PNGV電池等效模型
    3.3 無跡卡爾曼濾波算法理論
        3.3.1 鋰電池模型建立
        3.3.2 無跡變換原理
        3.3.3 基于無跡卡爾曼的SOC估算
    3.4 實驗結果與分析
        3.4.1 仿真系統(tǒng)架構
        3.4.2 NEDC工況實驗
        3.4.3 HWFET工況實驗
    3.5 本章小結
第四章 動力電池組主動均衡控制方法研究
    4.1 引言
    4.2 分布式均衡系統(tǒng)架構
        4.2.1 直通模式
        4.2.2 容錯模式
        4.2.3 雙向升壓模式
        4.2.4 雙向降壓模式
    4.3 單體SOC估算
    4.4 充/放電模式均衡控制方法
        4.4.1 放電速率計算
        4.4.2 充電速率計算
    4.5 充/放電模式動態(tài)均衡控制方法
        4.5.1 充電模式動態(tài)加速系數及充電電流計算
        4.5.2 放電模式動態(tài)加速系數及輸出電壓計算
    4.6 實驗驗證及分析
        4.6.1 放電模式均衡實驗
        4.6.2 充電模式均衡實驗
        4.6.3 放電模式動態(tài)均衡實驗
        4.6.4 充電模式動態(tài)均衡實驗
    4.7 本章小結
第五章 分布式在線主動均衡控制系統(tǒng)硬件設計
    5.1 引言
    5.2 實驗平臺概述
    5.3 MCU電路
    5.4 DC/DC主電路
    5.5 信號調理電路設計
        5.5.1 電壓檢測
        5.5.2 輸入/輸出電流檢測
    5.6 CAN總線電路設計
    5.7 電源電路
    5.8 本章小結
第六章 分布式在線主動均衡控制系統(tǒng)軟件設計
    6.1 引言
    6.2 軟件編譯環(huán)境
    6.3 系統(tǒng)程序結構
        6.3.1 系統(tǒng)主程序
        6.3.2 充/放電模式下AD采集程序
        6.3.3 放電模式數據處理程序
        6.3.4 充電模式數據處理程序
        6.3.5 PI調節(jié)程序設計
        6.3.6 CAN通信代碼設計
    6.4 本章小結
第七章 結論與展望
    7.1 結論
    7.2 展望
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文與成果
附錄2 攻讀碩士學位期間參與科研項目
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于雙擴展卡爾曼濾波的電池荷電狀態(tài)估計[J]. 華顯,付子義,郭向偉.  測控技術. 2018(11)
[4]基于單體一致性對動力鋰電池性能的影響研究[J]. 黃保帥,張巍.  電源技術. 2018(09)
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[6]動力電池管理系統(tǒng)[J]. 劉志茹.  電氣工程應用. 2018(01)
[7]動力電池管理系統(tǒng)[J]. 劉志茹.  電氣工程應用. 2018 (01)
[8]基于BP神經網絡法估算動力電池SOC[J]. 張傳偉,李林陽,趙東剛.  電源技術. 2017(09)
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博士論文
[1]電動汽車BMS關鍵技術研究及硬件在環(huán)測試系統(tǒng)構建[D]. 邵玉龍.吉林大學 2018
[2]電動汽車電池荷電狀態(tài)估計及均衡技術研究[D]. 郭向偉.華南理工大學 2016
[3]非線性濾波及在慣導系統(tǒng)傳遞對準中應用研究[D]. 楊萌.哈爾濱工程大學 2010
[4]非線性濾波方法在導航系統(tǒng)中的應用研究[D]. 李濤.國防科學技術大學 2003

碩士論文
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[2]鋰離子電池組充電與均衡控制研究[D]. 胡永新.合肥工業(yè)大學 2018
[3]基于單體電池組SOC估算的均衡管理研究[D]. 闞英哲.重慶理工大學 2018
[4]動力鋰離子電池一致性制造工藝研究[D]. 冀承林.河北工業(yè)大學 2017
[5]鋰動力電池組主動均衡控制系統(tǒng)設計[D]. 姬祥.西安建筑科技大學 2016
[6]基于SOC的電動汽車鋰動力電池組主動均衡方法研究[D]. 劉帥帥.合肥工業(yè)大學 2016
[7]基于內阻檢測的鋰電池健康狀態(tài)估計研究[D]. 劉江波.武漢理工大學 2015
[8]動力鋰電池組均衡技術的研究與實現(xiàn)[D]. 李關艷.武漢理工大學 2015
[9]磷酸鐵鋰電池組動態(tài)均衡技術的研究[D]. 蔣瑋棟.華北電力大學 2015
[10]車用鋰離子電池SOC和電池容量估算研究[D]. 熊剛.中南大學 2014



本文編號：3675415