【摘要】：隨著環(huán)境和能源問題的不斷加重,尤其是國內(nèi)的PM2.5值不斷的升高,電動(dòng)汽車越來越受到人們的關(guān)注,發(fā)展迅速,而動(dòng)力電池卻成為了這一發(fā)展趨勢(shì)的瓶頸。電池組管理系統(tǒng)的研究應(yīng)運(yùn)而生,成為了現(xiàn)階段的研究熱點(diǎn)。 本文以動(dòng)力鋰電池為研究對(duì)象,模擬電動(dòng)汽車的運(yùn)行條件,探究剩余電量的估算方法,研制適宜的電池組管理系統(tǒng)。目的是要提高SOC的估算精度,增強(qiáng)電池組運(yùn)行的可靠性,提升電池組的能量利用率。 本文的主要工作包括：SOC估算方法的研究與改進(jìn),電池組管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)以及軟件LabVIEW程序的編寫。 經(jīng)過分析比較之后,選擇卡爾曼濾波算法作為SOC估算的核心算法,并對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)和發(fā)展,完善了SOC的估算。先選定電池等效模型,在此基礎(chǔ)上,以最小二乘法為核心,結(jié)合正交最小二乘法和遞推最小二乘法進(jìn)行模型的參數(shù)在線辨識(shí)。結(jié)合安時(shí)積分法和開路電壓法對(duì)SOC進(jìn)行初始化,利用無跡卡爾曼濾波算法進(jìn)行估算,結(jié)合粒子濾波對(duì)估算過程的噪聲誤差進(jìn)行處理,得到了精度較高的估算。 設(shè)計(jì)了電池組管理系統(tǒng),以LabVIEW為開發(fā)平臺(tái)的CompactRIO(小巧堅(jiān)固、靈活可靠)作為控制核心,設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集電路、系統(tǒng)保護(hù)電路以及系統(tǒng)控制電路,實(shí)時(shí)監(jiān)測電池組運(yùn)行參數(shù)的變化,并依此估計(jì)SOC值,同時(shí)防止電池組出現(xiàn)過溫、過流、過壓、不均衡等問題。 為了將各項(xiàng)任務(wù)更好地完成,需要將任務(wù)分配進(jìn)行優(yōu)化,本文利用CompactRIO的高級(jí)控制、優(yōu)質(zhì)高速測量、信號(hào)處理分析等優(yōu)點(diǎn),采用不同的開發(fā)構(gòu)架和開發(fā)模式來實(shí)現(xiàn)各個(gè)部分的功能,以LabVIEW軟件為基礎(chǔ),編寫了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序、以及系統(tǒng)控制部分程序,并結(jié)合MATLAB,完成了SOC估算程序的設(shè)計(jì)。 經(jīng)系統(tǒng)整體測試,本文設(shè)計(jì)的電池管理系統(tǒng)可以準(zhǔn)確的采集動(dòng)力鋰電池組的運(yùn)行狀態(tài)信息,各部分程序運(yùn)行流暢,無沖突,改進(jìn)的估算方法將SOC的估算精度降低至10%以下,滿足設(shè)計(jì)要求,運(yùn)行可靠穩(wěn)定。
【圖文】：

現(xiàn)在將式（2.66)進(jìn)行非線性的整理，令狀態(tài)空間模型的狀態(tài)變量為x = [;Ci ,其中JC2 =?<,(/),系統(tǒng)的輸入為電池的工作電流w(幻= /(^:)，輸出為電池的端電壓>>(0 =「(幻，= 1()則表不隨機(jī)輸入量W對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)變量X的干擾產(chǎn)生的狀態(tài)1_外2(幻_噪聲，V(yt)表示電池端電壓的測量噪聲，那么鋰離子電池的非線性模型可以整理成：x{k +1) = /[x(A:),w(々)] +W⑷ (2. 67)y{k) = g[x{k),u{><-)] + v{k) (2. 68)2.3.3 OCV與SOC關(guān)系的確定動(dòng)力鋰電池模型的參數(shù)辨識(shí)和SOC估算的預(yù)測中，都會(huì)用到OCV與SOC的函數(shù)關(guān)系，是完成整個(gè)SOC估算的關(guān)鍵。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)數(shù)據(jù)確定OCV于SOC的關(guān)系通常有兩種方法：查表法和數(shù)據(jù)擬合法。在使用查表法時(shí)，需要將OCV和SOC的數(shù)據(jù)以表的形式一一對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)起來，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的量越大，得到的關(guān)系越準(zhǔn)確，要達(dá)到準(zhǔn)確的結(jié)果，需要占用很多的資源，查找過程耗時(shí)過長，使用情況并不理想。所以，，本文選擇數(shù)據(jù)擬合的方法來得到OCV和SOC之間的函數(shù)關(guān)系式。

SOC的估算結(jié)果
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM912

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本文編號(hào)：2545330