本文關鍵詞：基于改進Thevenin模型的磷酸鐵鋰電池SOC預測方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：混合動力裝甲車輛性能的好壞可以作為衡量一個國家作戰(zhàn)水平的標準。近年來,磷酸鐵鋰電池因其很高的比能量和安全性而越來越受到重視。鋰離子的剩余電量(state of charge,SOC)是電池管理系統(tǒng)(battery management system,BMS)研究的首要問題,對提高裝甲車輛的整車性能具有重要意義。本文旨在研究一種可以在線測量電池SOC的方法,主要從電池模型和估算方法兩個方面進行研究。通過對比常用電池模型,本文選擇了工程使用范圍廣泛的Thevenin模型,為了更好的模擬電池內(nèi)部的化學反應,在Thevenin模型基礎上增加了一個RC環(huán),并利用HPPC實驗對模型的參數(shù)進行了辨識;接著在MATLAB/SIMULINK中搭建電壓仿真模型,在恒流脈沖工況下對改進模型進行驗證,仿真結(jié)果表明改進模型較原模型誤差更小,改進模型平均誤差為0.04V,原模型平均誤差為0.15V,說明改進模型具有更高的精度。模型確定后,將模型參數(shù)辨識結(jié)果和開路電壓法確定的電壓初值帶入擴展卡爾曼濾波算法(EKF)中對電池剩余電量進行預測;接著在SIMULINK中搭建電池仿真模型,輸入電池的負載電壓和工作電流,輸出為電池的SOC和量測噪聲協(xié)方差,代入實驗采集數(shù)據(jù);最后將EKF估算結(jié)果和仿真結(jié)果對比,結(jié)果表明SOC估計值能夠快速向理論值收斂,并在理論值附近波動,SOC估計精度在5%以內(nèi),說明所建模型和所用算法可以較真實的反映裝甲車輛的工作狀態(tài),滿足測試要求。論文還設計了SOC估算的軟硬件。硬件部分主要是電流電壓動態(tài)存儲測試裝置的設計,該裝置具有抗干擾、電磁屏蔽、穩(wěn)定性強、數(shù)據(jù)不易丟失的優(yōu)點;軟件部分主要是采集裝置的軟件設計和估算系統(tǒng)的軟件設計。
【關鍵詞】：磷酸鐵鋰電池 SOC Thevenin模型 動態(tài)測試 EKF
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TJ810.3;TM912
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 課題研究背景與意義8-10
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 研究意義9-10
• 1.2 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀11
• 1.2.3 動力電池發(fā)展概況11-13
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)構安排13-15
• 2 磷酸鐵鋰電池特性及SOC估算方法確定15-26
• 2.1 磷酸鐵鋰動力電池概述15-21
• 2.1.1 磷酸鐵鋰動力電池的結(jié)構原理15-16
• 2.1.2 磷酸鐵鋰動力電池的研究現(xiàn)狀16-17
• 2.1.3 磷酸鐵鋰動力電池特性分析17-21
• 2.2 電池SOC估算方法21-25
• 2.2.1 SOC定義21-22
• 2.2.2 SOC影響因素22-23
• 2.2.3 SOC估算方法介紹23-25
• 2.2.4 本系統(tǒng)SOC估算方法25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 磷酸鐵鋰電池等效模型建立26-41
• 3.1 電池模型介紹26-29
• 3.2 電池模型參數(shù)辨識29-38
• 3.3 模型驗證38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 系統(tǒng)總體設計41-59
• 4.1 系統(tǒng)硬件電路設計41-52
• 4.1.1 采集模塊設計42-44
• 4.1.2 電源模塊設計44-45
• 4.1.3 信號轉(zhuǎn)換及濾波放大電路45-46
• 4.1.4 中央控制模塊方案設計46-49
• 4.1.5 A/D轉(zhuǎn)換器49-50
• 4.1.6 數(shù)據(jù)讀取接口方案設計50-52
• 4.2 系統(tǒng)軟件設計52-58
• 4.2.1 采集系統(tǒng)軟件設計52-57
• 4.2.2 估算系統(tǒng)軟件設計57-58
• 4.3 本章小結(jié)58-59
• 5 基于擴展卡爾曼濾波的電池SOC估算59-69
• 5.1 卡爾曼濾波原理59-61
• 5.2 擴展卡爾曼濾波算法原理61-63
• 5.3 基于擴展卡爾曼濾波的SOC估算63-65
• 5.4 估算算法驗證65-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 6 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69-70
• 6.2 創(chuàng)新點與不足70-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果75-76
• 致謝76-77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：502562