本文關(guān)鍵詞：基于無跡卡爾曼濾波的磷酸鐵鋰電池soc估算研究

  更多相關(guān)文章： 荷電狀態(tài) 電池模型 參數(shù)辨識 卡爾曼濾波

【摘要】：汽車作為日常生活不可或缺的交通工具,正在以一個爆炸式的發(fā)展趨勢步入千家萬戶,隨之而來的能源危機(jī)和環(huán)境污染的問題也日益突顯,電動汽車因?yàn)榱闩欧诺膬?yōu)勢獲得了全世界各國及汽車公司的重視。電池管理系統(tǒng)的研究是電動車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一,而SOC的準(zhǔn)確估計(jì)又是電池管理系統(tǒng)運(yùn)行的基本要素和重要前提,因此soc估算的研究至關(guān)重要。 文章首先介紹了國內(nèi)外電動汽車的發(fā)展?fàn)顩r,通過對于各類電池的比較,指出了磷酸鐵鋰電池是電動汽車用動力電池的一個理想選擇；為了更好的了解磷酸鐵鋰電池的性能,首先對SOC的定義進(jìn)行了描述,然后分析了磷酸鐵鋰電池的相關(guān)性能,并研究了電池放電倍率,電池溫度,循環(huán)次數(shù)對電池性能的影響。 文章再分析了幾種常見的SOC的估算方法諸如安時積分法、開路電壓法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、卡爾曼濾波法的優(yōu)缺點(diǎn),考慮選擇了卡爾曼濾波法,分析了卡爾曼濾波的幾種變化形式,同時比較了自適應(yīng)卡爾曼濾波,擴(kuò)展卡爾曼濾波和無跡卡爾曼濾波的特點(diǎn),最后選擇了無跡卡爾曼濾波(UKF)算法結(jié)合噪聲的自適應(yīng)匹配來作為本文的SOC估算算法。 在電池模型方面,分析比對了電池的電化學(xué)模型,電池的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,電池的等效電路模型,最后選擇了二階rC電路模型作為電池模型：然后在simulink中建立了電池模型,通過實(shí)驗(yàn)獲得的電池?cái)?shù)據(jù)對電池的模型進(jìn)行識別,驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。 最后將無跡卡爾曼濾波法應(yīng)用到SOC的估算中去,在simulink中對建立的UKF算法的模型,并對模型進(jìn)行了仿真分析,將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較,確定該方法能有效的實(shí)現(xiàn)電池SOC值的在線估算,具有相對較高的計(jì)算精度。
【關(guān)鍵詞】：荷電狀態(tài) 電池模型 參數(shù)辨識 卡爾曼濾波
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72;U463.63;TM912
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 目錄11-13
• 插圖清單13-15
• 表格清單15-16
• 第一章 . 緒論16-23
• 1.1 純電動汽車的發(fā)展背景16-19
• 1.2 純電動汽車電池的發(fā)展19-21
• 1.3 本課題研究的意義21
• 1.4 磷酸鐵鋰電池SOC的研究現(xiàn)狀21-22
• 1.5 本章小結(jié)22-23
• 第二章 . 鋰電池的特性及SOC算法研究23-42
• 2.1 磷酸鐵鋰電池的工作原理23-24
• 2.2 SOC的定義24-29
• 2.2.1 現(xiàn)有SOC估算方法24-29
• 2.3 磷酸鐵鋰電池的工作特性29-39
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段29-31
• 2.3.2 單體一致性測試31-33
• 2.3.3 電池的庫倫效率33
• 2.3.4 磷酸鐵鋰電池的容量特性33-35
• 2.3.5 電池的開路電壓特性35-37
• 2.3.6 電池的內(nèi)阻特性37-39
• 2.4 電池性能的影響因素39-41
• 2.4.1 電池溫度影響39-40
• 2.4.2 循環(huán)次數(shù)影響40-41
• 2.5 本章小結(jié)41-42
• 第三章 . 磷酸鐵鋰電池的模型建立與參數(shù)識別42-53
• 3.1 常用的電池模型42-46
• 3.1.1 電化學(xué)模型42
• 3.1.2 等效電路模型42-46
• 3.1.3 本文選擇的電池模型46
• 3.2 Hppc實(shí)驗(yàn)46-49
• 3.4 模型的驗(yàn)證49-52
• 3.4.1 恒流工況的模型驗(yàn)證50-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第四章 無跡卡爾曼SOC的算法研究53-63
• 4.1 算法理論基礎(chǔ)53-57
• 4.1.1 UT算法和卡爾曼濾波53-55
• 4.1.2 UKF算法流程55-56
• 4.1.3 系統(tǒng)誤差和觀測誤差的自適應(yīng)匹配56-57
• 4.2 基于UKF算法實(shí)現(xiàn)SOC估算57-58
• 4.3 仿真模型的建立、58-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第五章 . 仿真結(jié)果分析63-65
• 5.1 本章小結(jié)64-65
• 第六章 總結(jié)65-67
• 6.1 全文總結(jié)65
• 6.2 總結(jié)展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：609438