本文關(guān)鍵詞：基于LM-IEKF算法的鋰離子電池SOC估算策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電動(dòng)汽車的推廣使用是節(jié)能減排的途徑之一。動(dòng)力電池作為其主要供能單元,其使用的合理程度直接關(guān)系到整車的性能。電池荷電狀態(tài)(SOC)的估算是電池管理系統(tǒng)(BMS)的關(guān)鍵技術(shù)之一。精確地估算SOC,能有效防止電池過充和過放,延長其使用壽命,同時(shí)也能為整車的控制提供重要依據(jù)。本文選擇鋰離子電池作為研究對象,以進(jìn)一步提高SOC估算精度為目的,圍繞SOC估算算法展開研究,主要做了如下幾個(gè)方面的研究工作:第一,深入了解電動(dòng)汽車動(dòng)力電池和BMS的發(fā)展情況以及目前SOC估算方法的研究現(xiàn)狀,分析鋰離子電池的基本原理及特性,簡單介紹SOC的定義及對其估算會(huì)有影響的幾個(gè)方面,對比分析SOC估算時(shí)會(huì)用到的幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn),確定采用迭代擴(kuò)展卡爾曼濾波(IEKF)算法作為基礎(chǔ)算法進(jìn)行SOC估算。第二,基于所選的估算方法與電池模型的關(guān)系,充分考慮溫度因素對電池特性的影響,建立其改進(jìn)二階RC模型,并辨識(shí)了所建模型的參數(shù);最后通過軟件Matlab/Simulink驗(yàn)證所建模型的準(zhǔn)確性。第三,研究EKF算法和IEKF算法的基本理論,為克服EKF和IEKF估算SOC時(shí)存在的不足,采用Levenberg-Marquardt(LM)算法優(yōu)化IEKF的迭代過程——LM-IEKF算法,并詳細(xì)闡述采用該算法估算鋰離子電池SOC的實(shí)現(xiàn)過程,最后通過建立仿真實(shí)驗(yàn)對算法的收斂性進(jìn)行證明,且比較了用其估算SOC的結(jié)果與EKF和IEKF所得的結(jié)果。對比的結(jié)果證明了LM-IEKF算法估算SOC時(shí)在精度上具有優(yōu)勢。第四,圍繞鋰離子電池SOC估算的實(shí)現(xiàn)搭建BMS平臺(tái),設(shè)計(jì)BMS中與SOC估算相關(guān)的硬件部分和軟件部分,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證對所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行功能測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)平臺(tái)能夠滿足電池SOC估算相關(guān)數(shù)據(jù)采集精度的要求,且LM-IEKF算法在SOC估算時(shí)有較好的精度。鑒于LM-IEKF算法估算SOC的優(yōu)勢,該算法能夠滿足電動(dòng)汽車對SOC估算精度的要求,具有一定的實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 電池管理系統(tǒng) 荷電狀態(tài) 改進(jìn)二階RC等效模型 LM-IEKF算法
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 國內(nèi)外電動(dòng)汽車動(dòng)力電池簡介10-11
• 1.2.2 國內(nèi)外BMS的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 鋰離子電池SOC估算算法的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 現(xiàn)階段鋰離子電池SOC估算難點(diǎn)分析14-15
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 鋰離子電池的基本原理特性及SOC估算17-27
• 2.1 鋰離子電池的基本原理17-18
• 2.2 鋰離子電池的基本特性18-21
• 2.3 SOC定義及其影響因素21-23
• 2.4 經(jīng)典SOC估算方法23-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 鋰離子電池等效模型的建立27-39
• 3.1 電池等效模型的建立27-31
• 3.1.1 常用的電池等效電路模型27-30
• 3.1.2 改進(jìn)的二階RC等效模型的建立30-31
• 3.2 改進(jìn)的等效電路模型參數(shù)的辨識(shí)31-36
• 3.2.1 OCV-SOC關(guān)系曲線31-33
• 3.2.2 電池模型參數(shù)的辨識(shí)33-36
• 3.3 模型驗(yàn)證36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 基于LM-IEKF算法的鋰離子電池SOC估算39-52
• 4.1 卡爾曼濾波法簡介39-42
• 4.1.1 EKF算法39-41
• 4.1.2 IEKF算法41-42
• 4.2 EKF算法和IEKF算法估算電池SOC存在的問題42-43
• 4.3 采用LM法優(yōu)化IEKF算法的原理43-45
• 4.4 采用LM-IEKF算法估算鋰離子電池SOC45-48
• 4.4.1 鋰離子電池模型的狀態(tài)空間方程45-46
• 4.4.2 采用LM-IEKF算法估算鋰離子電池SOC的實(shí)現(xiàn)46-48
• 4.5 基于LM-IEKF算法的SOC仿真驗(yàn)證與分析48-51
• 4.5.1 LM-IEKF算法收斂性驗(yàn)證48-49
• 4.5.2 LM-IEKF算法估算SOC仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析49-51
• 4.6 本章小結(jié)51-52
• 第5章 鋰離子電池SOC估算平臺(tái)的建立52-64
• 5.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)52-57
• 5.1.1 主控模塊芯片的選型52-53
• 5.1.2 電流測量電路的設(shè)計(jì)53-54
• 5.1.3 電壓測量電路的設(shè)計(jì)54-55
• 5.1.4 溫度測量電路的設(shè)計(jì)55
• 5.1.5 CAN總線通信電路的設(shè)計(jì)55-57
• 5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)57-61
• 5.2.1 系統(tǒng)軟件主程序設(shè)計(jì)57
• 5.2.2 系統(tǒng)軟件子程序設(shè)計(jì)57-61
• 5.3 系統(tǒng)性能測試61-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 第6章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 全文總結(jié)64
• 6.2 工作展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 致謝69-70
• 附錄70

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙健,楊維芝,趙佳明;鋰離子電池的應(yīng)用開發(fā)[J];電池工業(yè);2000年01期

2 ;如何正確使用鋰離子電池[J];電子科技;2000年09期

3 ;我國第一條現(xiàn)代化鋰離子電池生產(chǎn)線在濰坊建成投產(chǎn)[J];電池工業(yè);2001年01期

4 陳洪超;李相東;;鋰離子電池原理、研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J];軍事通信技術(shù);2001年01期

5 ;新型鋰離子電池[J];炭素技術(shù);2002年03期

6 朱曉軍;;全球最薄鋰離子電池[J];家庭電子;2002年03期

7 啟明;高容量鋰離子電池負(fù)極[J];金屬功能材料;2003年01期

8 楊捷;鋰離子電池的特點(diǎn)與使用[J];現(xiàn)代電視技術(shù);2003年05期

9 周園 ,韓金鐸;鋰離子電池:機(jī)遇與挑戰(zhàn)共存——參加“鋰離子電池與電動(dòng)車”研討會(huì)有感[J];鹽湖研究;2003年02期

10 石保慶;鋰離子電池的必測項(xiàng)目——電池平臺(tái)[J];中國無線電管理;2003年01期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 許名飛;郭永興;李新海;吳顯明;;鋰離子電池氣脹問題探析[A];第十二屆中國固態(tài)離子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

2 王宏偉;鄧爽;肖海清;王超;楊宗輝;施亞申;;鋰離子電池誤使用的安全檢測與分析[A];2011年全國失效分析學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

3 劉勇;盤毅;謝凱;蘆偉;;鋰離子電池的存儲(chǔ)性能研究[A];第30屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

4 張俊乾;;鋰離子電池中的擴(kuò)散應(yīng)力和破壞[A];中國力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

5 康慨;戴受惠;萬玉華;王樹安;;我國鋰離子電池的研究與發(fā)展[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊）[C];2001年

6 張千玉;馬曉華;;二甲苯用作鋰離子電池過充保護(hù)添加劑的研究[A];第二十八屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

7 張千玉;馬曉華;;新型鋰離子電池過充保護(hù)添加劑的研究[A];第二十八屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

8 朱靜;于申軍;陳志奎;何顯能;周永超;李賀;;水分對鋰離子電池性能的影響研究[A];第二十八屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

9 崔少華;楊曉民;;圓型鋰離子電池滲液不良分析[A];自主創(chuàng)新與持續(xù)增長第十一屆中國科協(xié)年會(huì)論文集（2）[C];2009年

10 李琳琳;王斌;吳宇平;T.van Ree;;甲基苯基二-(甲氧二乙基)硅烷用作鋰離子電池功能性添加劑的研究[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第7分冊）[C];2010年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李壯;新國標(biāo)9月實(shí)施鋰電池門檻加高[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2005年

2 劉碧瑪;動(dòng)力鋰離子電池要抓住發(fā)展機(jī)遇[N];科技日報(bào);2007年

3 記者　陳穎;深圳鋰電產(chǎn)量已占全國六成[N];深圳特區(qū)報(bào);2006年

4 實(shí)習(xí)記者 徐恒邋記者 諸玲珍;鋰離子電池安全受關(guān)注 新材料研究是熱點(diǎn)[N];中國電子報(bào);2008年

5 徐恒 諸玲珍;鋰離子電池安全備受關(guān)注[N];中國有色金屬報(bào);2008年

6 李燕京;鋰離子電池國標(biāo)年內(nèi)將出臺(tái)[N];中國消費(fèi)者報(bào);2008年

7 本報(bào)記者 馮健;動(dòng)力鋰離子電池：安全性制約應(yīng)用[N];中國電子報(bào);2009年

8 新材料在線首席研究員 李國強(qiáng);鋰離子電池產(chǎn)業(yè):中日韓三分天下[N];中國電子報(bào);2004年

9 金信;全國最大的鋰離子電池生產(chǎn)基地在津建成[N];中國機(jī)電日報(bào);2002年

10 黃新培;業(yè)內(nèi)專家對生產(chǎn)企業(yè)提出三點(diǎn)建議[N];中國機(jī)電日報(bào);2002年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉金龍;鋰離子電池高性能富鋰錳基正極材料的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 劉玉榮;錳基混合型金屬氧化物孿生微納結(jié)構(gòu)的制備、形成機(jī)理與儲(chǔ)鋰性能[D];山東大學(xué);2015年

3 易金;鋰離子電池釩基負(fù)極材料的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

4 張千玉;綠色能源材料鈦酸鋰的改性及其回收再利用的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

5 袁慶豐;鋰離子電池硅基復(fù)合負(fù)極材料和電池安全性的研究[D];華南理工大學(xué);2015年

6 明海;高容量或高倍率鋰離子電池材料的合成與相應(yīng)全電池的組裝研究[D];蘇州大學(xué);2015年

7 楊智博;高性能鋰離子電池硅/鍺電極的設(shè)計(jì)與制備[D];蘭州大學(xué);2015年

8 董漢成;衛(wèi)星電源電池健康狀態(tài)診斷方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

9 張濤;廢棄鋰離子電池破碎及富鈷產(chǎn)物浮選的基礎(chǔ)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

10 張立強(qiáng);鋰離子電池多物理模型參數(shù)辨識(shí)及健康特征提取[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張濤;失效鋰離子電池破碎特性研究[D];華東交通大學(xué);2011年

2 馬宇宏;鋰離子電池?zé)岚踩匝芯縖D];電子科技大學(xué);2013年

3 王會(huì)軍;過渡金屬氧化物和過渡金屬硫化物作為鋰離子電池負(fù)極材料的研究[D];西南大學(xué);2015年

4 任婉;鋰離子電池鎳—錳二元正極材料的研究[D];華南理工大學(xué);2015年

5 李娟;鋰離子電池負(fù)極材料Li_4Ti_5O_(12)的制備與研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2012年

6 玄哲文;微納結(jié)構(gòu)MnO_2及CuO的制備及作為鋰離子電池負(fù)極的性能研究[D];云南民族大學(xué);2015年

7 邢程程;原位生長FeS納米結(jié)構(gòu)薄膜及其在鋰離子電池中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2015年

8 白鋼印;鋰離子電池高電壓正極材料鎳猛酸鋰的合成與改性研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

9 宋贏;鋰離子電池二氧化鈦負(fù)極材料摻雜改性及電化學(xué)行為研究[D];遼寧大學(xué);2015年

10 安平;聚酰亞胺鋰離子電池隔膜的制備及其性能研究[D];陜西科技大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：基于LM-IEKF算法的鋰離子電池SOC估算策略研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：490960