【摘要】：動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車(chē)的主要能量來(lái)源,其發(fā)展水平直接關(guān)系著電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展前景。動(dòng)力電池的性能不僅取決于單體電池的材料、制造工藝等方面,而且與電池的管理水平密切相關(guān)。其中,電池的荷電狀態(tài)(SOC)估計(jì)一直是電池管理的技術(shù)難點(diǎn)。由于動(dòng)力電池應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜,并且其剩余電量無(wú)法通過(guò)傳感設(shè)備直接測(cè)量得到,因此需要基于電池模型來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此,本文以三元材料鋰離子動(dòng)力電池為研究對(duì)象,對(duì)電池模型以及SOC的動(dòng)態(tài)估算展開(kāi)了以下幾個(gè)方面的研究:首先,闡述了幾種常見(jiàn)鋰離子電池的重要組成部分及其基本原理,并以某款三元材料鋰離子動(dòng)力電池為研究對(duì)象,分析了不同放電倍率以及溫度條件下電池的電壓、內(nèi)阻以及容量等基本特性。結(jié)果表明:在不同溫度及放電倍率下,三元材料鋰離子電池的端電壓及容量變化較為明顯;開(kāi)路電壓與SOC始終保持著較為穩(wěn)定的映射關(guān)系;歐姆內(nèi)阻在低溫環(huán)境下明顯增大。其次,以Thevenin、PNGV以及DP三種常用的等效電路模型為研究對(duì)象,選取應(yīng)用廣泛的擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)算法分別基于以上三種電池模型進(jìn)行SOC估計(jì),并在三種測(cè)試工況下對(duì)電池模型精度、SOC估算精度以及模型精度與SOC精度之間的定量關(guān)系展開(kāi)分析。結(jié)果表明:DP模型精度最高且具有很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)適應(yīng)性;基于三種等效電路模型的SOC估算結(jié)果均能適應(yīng)多種測(cè)試工況,其中基于DP模型的SOC估算精度最佳;電池模型的均方根誤差以及誤差分布標(biāo)準(zhǔn)差與其對(duì)應(yīng)SOC估計(jì)結(jié)果的均方根誤差以及誤差分布標(biāo)準(zhǔn)差均線性相關(guān),且隨著電池模型精度的升高,其相對(duì)應(yīng)的SOC估算模型的精度也有所提升。最后,在研究了電池基本特性以及電池模型對(duì)SOC估算影響的基礎(chǔ)上,以DP模型為目標(biāo)電池模型,提出了可以同時(shí)估計(jì)電池參數(shù)以及SOC的雙無(wú)跡卡爾曼濾波器(DUKF)。分析結(jié)果表明:DUKF算法相比于離線辨識(shí)方法可獲取更高的模型精度,且能實(shí)時(shí)反映出電池模型參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì);其中,歐姆內(nèi)阻可用于表征電池的健康狀態(tài)(SOH),從而能夠?qū)崿F(xiàn)SOC與SOH的同時(shí)在線估計(jì);相比于EKF以及UKF算法,DUKF算法具有明顯的精度優(yōu)勢(shì),其各項(xiàng)SOC誤差統(tǒng)計(jì)結(jié)果均為最小,最大誤差值保持在3%以?xún)?nèi)。
【圖文】：

第 2 章 鋰離子電池的工作特性與實(shí)驗(yàn)方案.1 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及工作原理目前，鋰離子電池按照其封裝形式可分為方形、圓柱和軟包，一般由膜、電解質(zhì)以及正負(fù)極等部分組合而成，其基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 2-1。正極部含鋰活性化合物，比較常用的有 LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4(NiCoMn)O2等。負(fù)極部分應(yīng)用較為普遍的有碳類(lèi)、鈦酸鋰以及硅基等部分主要以性能較為穩(wěn)定的液態(tài)有機(jī)電解質(zhì)為主。隔膜部分多使用抗刺較強(qiáng)的聚烯微多孔膜。軟包電池圓柱形電池

圖 2-2 鋰離子電池工作原理示意圖[61]象及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)一款額定容量為 35Ah、標(biāo)稱(chēng)電壓為 3.7V 的軟包象，，其基本的性能參數(shù)如表 2-2 所示。表 2-2 本文所用三元材料鋰離子電池單體性能參數(shù)項(xiàng)目 具體參數(shù)電池類(lèi)別 Li(NiCoMn定容量（Ah） 35稱(chēng)電壓（V） 3.7止電壓（V） 充電：4.2，放充電電流（A） 持續(xù) 1C，脈放電電流（A） 持續(xù) 3C，脈
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U469.72

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙凌志;彭燕;沙次文;李然;許玉玉;李建;劉保林;;新型液態(tài)金屬磁流體發(fā)電機(jī)的等效電路模型[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2011年12期

2 龔紹文;;不連續(xù)導(dǎo)電模式時(shí)PWM開(kāi)關(guān)的等效電路模型[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;1989年05期

3 徐立平,王仲奕,顧沈卉,宋雨;磁集成技術(shù)中磁性元件等效電路模型的研究[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2005年10期

4 陳曦;王悠;;一種改進(jìn)的油中氣隙放電等效電路模型[J];重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué));2017年09期

5 朱一綸;;微機(jī)械陀螺諧振系統(tǒng)的等效電路模型[J];金陵科技學(xué)院學(xué)報(bào);2007年03期

6 章安良;;聲表面波器件二階效應(yīng)等效電路模型研究[J];電聲技術(shù);2007年12期

7 李程鵬;彭喬;孫克磊;;等效電路模型在電偶腐蝕中的應(yīng)用研究[J];全面腐蝕控制;2012年04期

8 李小珍;邢孟江;朱樟明;李躍進(jìn);楊銀堂;;可重構(gòu)的低溫共燒陶瓷電容高頻等效電路模型[J];半導(dǎo)體技術(shù);2008年01期

9 黃志忠;殷曉星;崔鐵軍;洪偉;;硅基平面螺旋電感的等效電路模型和參數(shù)提取[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);2005年06期

10 孫遜;李桂花;;模擬電感的等效電路模型及其應(yīng)用初探[J];應(yīng)用技術(shù)學(xué)報(bào);2018年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 楊靜波;王鳴;;垂直腔表面發(fā)射半導(dǎo)體激光器的等效電路模型[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)光電技術(shù)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)成立二十周年暨第十一屆全國(guó)光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

2 劉賢;;高頻高壓變壓器等效電路模型參數(shù)提取方法研究[A];2017年版中國(guó)工程物理研究院科技年報(bào)[C];2018年

3 高建軍;高葆新;梁春廣;;大功率半導(dǎo)體激光器等效電路模型[A];1997年全國(guó)微波會(huì)議論文集(下冊(cè))[C];1997年

4 吳存學(xué);;電機(jī)寬頻等效電路模型的快速建模方法[A];西南汽車(chē)信息：2012年下半年合刊[C];2012年

5 魏震楠;江磊;黃風(fēng)義;;一種新的太赫茲喇叭天線等效電路模型參數(shù)提取[A];2015年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集[C];2015年

6 徐海;郭朝有;曾凡明;吳雄學(xué);;鈉-氯化鎳電池等效電路模型參數(shù)辨識(shí)研究[A];第一屆全國(guó)儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)大會(huì)摘要集[C];2014年

7 董志偉;王貴榮;王泰春;王玉芝;;螺旋型爆炸磁壓縮脈沖發(fā)生器的二維等效電路模型[A];中國(guó)工程物理研究院科技年報(bào)（2001）[C];2001年

8 唐可;申鳳娟;張浩波;鄭瑞倫;;超級(jí)電容器等效電路模型及其儲(chǔ)能性能研究[A];第七屆中國(guó)儲(chǔ)能與動(dòng)力電池及其關(guān)鍵材料學(xué)術(shù)研討與技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2015年

9 趙治華;袁建生;馬偉明;;鄰近效應(yīng)對(duì)鋼板阻抗的影響機(jī)理與等效電路模型[A];第六屆全國(guó)電磁兼容性學(xué)術(shù)會(huì)議2004EMC論文集[C];2004年

10 楊清熙;王慶國(guó);周星;趙敏;劉加凱;;快沿脈沖場(chǎng)下傳輸線等效電路模型的驗(yàn)證與分析[A];靜電放電：從地面新技術(shù)應(yīng)用到空間衛(wèi)星安全防護(hù)—中國(guó)物理學(xué)會(huì)第二十屆全國(guó)靜電學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2015年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 朱東海;基于轉(zhuǎn)子側(cè)端口阻抗特性的雙饋風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2018年

2 湯勇明;SMPDP等效電路模型的研究[D];東南大學(xué);2006年

3 盧啟軍;新型硅通孔（TSV）的電磁特性研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

4 黃長(zhǎng)喜;新型磁阻式無(wú)刷雙饋電機(jī)研究及其應(yīng)用[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

5 羅廣孝;高速板級(jí)電路及硅通孔三維封裝集成的電磁特性研究[D];華北電力大學(xué);2015年

6 彭偉;染料敏化太陽(yáng)能電池的器件物理與性能研究[D];湖南大學(xué);2014年

7 趙文生;三維集成電路中新型互連結(jié)構(gòu)的建模方法與特性研究[D];浙江大學(xué);2013年

8 琚斌;壓電變壓器新型無(wú)電感驅(qū)動(dòng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

9 張貞理;非接觸電導(dǎo)檢測(cè)器的響應(yīng)研究及食品中痕量塑化劑與染料檢測(cè)[D];山東師范大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王倩倩;基于等效電路模型的車(chē)用動(dòng)力電池內(nèi)部狀態(tài)估算研究[D];武漢理工大學(xué);2018年

2 陳騰飛;基于電致發(fā)光和等效電路模型的GaAs太陽(yáng)能電池分析[D];華東師范大學(xué);2018年

3 李程鵬;基于等效電路模型一維系統(tǒng)電偶腐蝕數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2012年

4 燕文琴;疊層片式LC器件設(shè)計(jì)與射頻等效電路模型研究[D];電子科技大學(xué);2007年

5 宋丹;IPMC力電耦合關(guān)系中的分布式等效電路模型研究[D];南京航空航天大學(xué);2017年

6 肖彤;靜電感應(yīng)晶體管的等效電路模型及其應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2017年

7 張澤宇;基于決策樹(shù)模糊等效電路模型的鋰電池SOC估計(jì)方法[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

8 唐義;特高壓直流換流閥集成寬頻等效電路模型及其應(yīng)用研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2017年

9 彭善濤;電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池等效電路模型參數(shù)估計(jì)研究[D];蘇州大學(xué);2017年

10 李思;電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池等效電路模型的參數(shù)辨識(shí)研究[D];北京理工大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2630093