【摘要】：能源驅(qū)動著整個世界發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長,是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。能源危機(jī)以及地球環(huán)境污染問題時刻提醒人們加快研究探索的腳步。傳統(tǒng)的燃油汽車不僅消耗大量化石燃料,而且排放大量的大氣污染物,對人體健康和生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重的危害。新能源電動汽車是解決這一問題的有效途徑,近年來得到迅速發(fā)展,鋰離子電池作為其核心關(guān)鍵技術(shù)成為研究的焦點(diǎn)。電池管理系統(tǒng)通過對鋰離子電池的實(shí)時監(jiān)測和狀態(tài)估算,保證鋰離子電池的正常安全使用,其中電池狀態(tài)包括荷電狀態(tài)(Stateofcharge,SOC)、功率狀態(tài)(State of power,SOP)、健康狀態(tài) SOH(State of health,SOH)等。荷電狀態(tài) SOC的實(shí)時精確估算對于維護(hù)電池的正常、安全使用至關(guān)重要,有助于提升汽車整車的駕駛性能,延長電池的循環(huán)壽命。功率狀態(tài)SOP決定了汽車實(shí)時加速性能和能量回饋,對電池性能的充分發(fā)揮極為關(guān)鍵。然而,目前SOC的估算方法在某些工作情況下的估算誤差增大且對狀態(tài)初值的依賴比較高,使用恒峰值功率作為功率限制會使得電池不能為汽車提供期望的功率。對于復(fù)雜環(huán)境條件和復(fù)雜工況下,這些問題對鋰離子電池的SOC、SOP估算制約情況亟待解決。針對目前鋰離子電池狀態(tài)估算存在的問題,本文采用觀測器法結(jié)合電池等效電路模型,利用電化學(xué)阻抗譜法、脈沖測試法及最小二乘法辨識模型參數(shù),借助MATALB/Simulink仿真分析手段,完成對電池內(nèi)部狀態(tài)的重構(gòu)。并研究了三元鋰離子電池荷電狀態(tài)估算的影響因素,如電流、溫度以及荷電狀態(tài)自身等,獲取了電池模型參數(shù)隨電流、溫度以及荷電狀態(tài)自身的變化規(guī)律,建立了模型參數(shù)與各影響因素的函數(shù)關(guān)系。并在不同溫度下及不同工況下進(jìn)行模擬仿真,估算出相應(yīng)的荷電狀態(tài)SOC,在不同溫度下對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,與參考荷電狀態(tài)相比,誤差均在±2%以內(nèi),且對狀態(tài)初值依賴要求不高,同時對模型的誤差及不確定性具有較好的魯棒性,實(shí)現(xiàn)了三元鋰離子電池荷電狀態(tài)實(shí)時在線估算。另外,本文還將觀測器方法應(yīng)用于電池最大允許功率預(yù)估,通過在荷電狀態(tài)估算中已得到的狀態(tài)量SOC與極化電壓的計(jì)算值作為初值,利用電池模型實(shí)現(xiàn)了最大允許功率值的實(shí)時在線預(yù)估。
【圖文】：

Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｔｈｅ邋ｓｋｅｔｃｈ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｏｆ邋ｌｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎ邋ｂａｔｔｅｒｉｅｓ逡逑電池反應(yīng)：逡逑Ｌｉ＾Ｎｉ＾Ｃｏ＾ｎ＾＋Ｌ＾Ｃ，邋－＞６Ｃ＾Ｌｉｘ＿ｍＮｉ，＿ｘ＿ｙＣｏｘＭｎｙ０２逡逑６Ｃ＾Ｌｉ，＿ｍＮｉｘ＿ｘ＿ｙＣｏｘＭｎｙ０２邋Ｌｉ，，＿ｍＮｉ＾ｘ＿ｙＣ0ｘＭｎｙ0７邋＋＾（？Ｑ逡逑１．２．２三元鋰商子電池的優(yōu)點(diǎn)逡逑表１．１將三元電池與ＵＦｅＰ０４和ＬｉＣｏ０２＆特性進(jìn)行比較，可以看出三元鋰逡逑離子電池在能量密度高、電壓平臺、循環(huán)性能、安全性能、價格等方面均具有一逡逑定優(yōu)勢［６］。提升續(xù)航里程對于電動汽車至關(guān)重要，由于三元材料電池相對于傳統(tǒng)逡逑的鋰電池密度和續(xù)航能力都有較大改進(jìn)，高能量密度的三元材料電池目前很受逡逑歡迎，三元材料電池正被業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為將成為未來市場主流。逡逑三元鋰離子電池具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：逡逑１）比能量較高：三元鋰離子電池的能量與質(zhì)量之比可達(dá)５８０Ｗｈ／ｋｇ。逡逑

ＮｉＫ邐３０．２５邐３０．７１邐４０６．４１邐３．３８邐０．３１０５邐１．０３６４邐１．０００３邐０．９５０８邐１．０４１４逡逑２．２．３形貌表征逡逑電池負(fù)極材料的形貌如圖２．５所示，呈現(xiàn)為尺寸不均的片狀顆粒，緊密排列。逡逑結(jié)合ＥＤＳ及ＸＲＤ分析
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.7

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 劉璐;王紅蕾;張志剛;;鋰離子電池的工作原理及其主要材料[J];科技信息;2009年23期

2 南金瑞;孫逢春;王建群;;純電動汽車電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年S2期

3 廖曉軍;何莉萍;鐘志華;周紅麗;高學(xué)峰;;電池管理系統(tǒng)國內(nèi)外現(xiàn)狀及其未來發(fā)展趨勢[J];汽車工程;2006年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 裴磊;基于平衡電壓的電動汽車鋰離子電池狀態(tài)估計(jì)方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

本文編號：2621706