隨著全球能源與環(huán)保形勢日漸嚴(yán)峻,電動汽車以低污染,能量轉(zhuǎn)化率高的優(yōu)點從而成為各個國家汽車產(chǎn)業(yè)研發(fā)的重要方向,在電動汽車使用過程中,荷電狀態(tài)（SOC,State of Charge）的精確估計對維持電池的平穩(wěn)運行狀況以及提升能量轉(zhuǎn)化效率有重要作用。本文在鋰離子動力電池特性以及參數(shù)辨識基礎(chǔ)上,進(jìn)行鋰離子電池SOC實時估計的研究。通過比較鋰離子電池的特性以及等效電路模型的優(yōu)缺點,本文選取二階RC等效電路模型進(jìn)行建模,建模工作通過Matlab/Simulink軟件實現(xiàn)。首先使用離線辨識的方法辨識等效模型各參數(shù),然后通過加載工況電流的方法來驗證模型的準(zhǔn)確性,仿真結(jié)果表明離線辨識方法具有一定的局限性。接著,在二階RC等效模型的基礎(chǔ)上,本文采用含遺忘因子的遞推最小二乘算法來實現(xiàn)在線參數(shù)辨識。為了驗證等效模型的精度,同樣將工況下的負(fù)載電流加載到所建立的仿真模型上,然后將模型端電壓與軟件中Battery模塊電壓進(jìn)行比對,獲取等效模型的精度,仿真結(jié)果表明使用在線辨識參數(shù)的模型能夠良好的體現(xiàn)鋰離子電池的動態(tài)特性。最后,本文基于無跡卡爾曼濾波算法,增加了新息自適應(yīng)協(xié)方差匹配過程,與傳統(tǒng)的擴展卡爾曼濾波算法相比... 

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池P2D模型

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文11圖2-3鋰離子電池單粒子模型2.2.2等效電路模型電池工作時會顯示出一系列阻容特點，等效電路模型利用電阻、電容以及恒壓源等元件模擬電池。而且，等效電路模型一般來說比較簡單易于仿真應(yīng)用，所以等效電路模型也為研究電池的特點提供了便利。下文將會介紹常用的等效模型，為研究選取模型作參考：（1）Rint模型Rint模型[38]（圖2-4）只含有一個內(nèi)阻R0和電壓源Uoc，Rint模型是簡單的模型，沒有考慮到電池內(nèi)阻在充放電過-程中的變化，而且也沒有考慮到電池充放電過程中的各種極化效應(yīng)。所以，Rint模型只能看作理想狀態(tài)下的電池等效電路模型，不能滿足動力電池建模的條件。圖2-4Rint等效電路模型（2）Thevenin模型Thevenin模型[39]（圖2-5）含有內(nèi)阻R0，以及描述電池極化效應(yīng)的極化內(nèi)阻R1和極化電容C1，R1與C1并聯(lián)組成阻容回路，用來表示電池于極化現(xiàn)象發(fā)生和消失過程中而出現(xiàn)的外部特點。恒壓源Uoc則表示電池的電動勢，Ik為負(fù)載電流。Thevenin模型能夠較為準(zhǔn)確展現(xiàn)電池的動態(tài)特性，而且模型組成也較為簡易，能夠較為精準(zhǔn)地模擬鋰離子電池在恒流恒溫條件下的充放電行為，實現(xiàn)鋰離子電池的荷電狀態(tài)、健康狀態(tài)或功率狀態(tài)的診斷[35]。所以Thevenin模型在等效電路模型發(fā)展中占有比較重要的地位，特別是鋰離子電池的仿真研究領(lǐng)域中。

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文11圖2-3鋰離子電池單粒子模型2.2.2等效電路模型電池工作時會顯示出一系列阻容特點，等效電路模型利用電阻、電容以及恒壓源等元件模擬電池。而且，等效電路模型一般來說比較簡單易于仿真應(yīng)用，所以等效電路模型也為研究電池的特點提供了便利。下文將會介紹常用的等效模型，為研究選取模型作參考：（1）Rint模型Rint模型[38]（圖2-4）只含有一個內(nèi)阻R0和電壓源Uoc，Rint模型是簡單的模型，沒有考慮到電池內(nèi)阻在充放電過-程中的變化，而且也沒有考慮到電池充放電過程中的各種極化效應(yīng)。所以，Rint模型只能看作理想狀態(tài)下的電池等效電路模型，不能滿足動力電池建模的條件。圖2-4Rint等效電路模型（2）Thevenin模型Thevenin模型[39]（圖2-5）含有內(nèi)阻R0，以及描述電池極化效應(yīng)的極化內(nèi)阻R1和極化電容C1，R1與C1并聯(lián)組成阻容回路，用來表示電池于極化現(xiàn)象發(fā)生和消失過程中而出現(xiàn)的外部特點。恒壓源Uoc則表示電池的電動勢，Ik為負(fù)載電流。Thevenin模型能夠較為準(zhǔn)確展現(xiàn)電池的動態(tài)特性，而且模型組成也較為簡易，能夠較為精準(zhǔn)地模擬鋰離子電池在恒流恒溫條件下的充放電行為，實現(xiàn)鋰離子電池的荷電狀態(tài)、健康狀態(tài)或功率狀態(tài)的診斷[35]。所以Thevenin模型在等效電路模型發(fā)展中占有比較重要的地位，特別是鋰離子電池的仿真研究領(lǐng)域中。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]動力鋰電池SOC估算方法綜述[J]. 陳元麗,趙振東,陳素娟,張廣輝.  汽車科技. 2019(05)
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[8]基于在線參數(shù)辨識和AEKF的鋰電池SOC估計[J]. 田茂飛,安治國,陳星,趙琳,李亞坤,司鑫.  儲能科學(xué)與技術(shù). 2019(04)
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博士論文
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碩士論文
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[2]電池組能量均衡控制策略研究[D]. 王協(xié)平.杭州電子科技大學(xué) 2018
[3]我國電動汽車能耗及溫室氣體排放研究[D]. 方肖.中國石油大學(xué)（北京） 2017
[4]電動汽車用電池SOC估算方法研究[D]. 全奎松.遼寧工業(yè)大學(xué) 2016
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[6]基于無跡卡爾曼濾波的磷酸鐵鋰電池soc估算研究[D]. 謝廣.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[7]電動汽車動力電池模型參數(shù)在線辨識及SOC估計[D]. 張禹軒.吉林大學(xué) 2014
[8]多次自適應(yīng)最小二乘曲線擬合方法及其應(yīng)用[D]. 李蓓蕾.長江大學(xué) 2014
[9]電動汽車用鎳氫電池模型參數(shù)辨識和SOC估算研究[D]. 李超.天津大學(xué) 2007



本文編號：3292038