【摘要】：能源和環(huán)境問題已成為當(dāng)今世界發(fā)展的重要議題,作為節(jié)能環(huán)保代表,電動(dòng)汽車以其低污染零排放和較低使用成本等優(yōu)勢(shì)倍受廣大消費(fèi)者的青睞。作為電動(dòng)汽車的主要?jiǎng)恿碓?動(dòng)力鋰電池已成為近些年研究的熱點(diǎn)。動(dòng)力鋰電池荷電狀態(tài)(State-of-Charge,SOC)直接反映電池剩余容量的多少,并在一定程度上反映電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。SOC的準(zhǔn)確估計(jì)對(duì)實(shí)現(xiàn)電池電量的有效管理和續(xù)航里程的準(zhǔn)確預(yù)估、避免電池過充和過放具有重要意義。本文以電動(dòng)汽車車用動(dòng)力鋰電池為研究對(duì)象,從電池模型和濾波算法兩大主要影響因素出發(fā),對(duì)電池SOC估計(jì)進(jìn)行研究。本文首先通過對(duì)常用電池模型工作原理及其優(yōu)缺點(diǎn)的分析,選擇易進(jìn)行模型參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)、物理意義明確的Thevenin模型作為研究對(duì)象。針對(duì)常用Thevenin模型模型參數(shù)固定,適用范圍有限的問題。結(jié)合電池在實(shí)際工作過程中內(nèi)阻的變化規(guī)律,建立模型參數(shù)受溫度T和SOC影響的可變參數(shù)Thevenin模型。為在保證電池模型精度的同時(shí)又使電池模型不至于特別復(fù)雜,文章利用基于中心復(fù)合設(shè)計(jì)(Central Composite Designs,CCD)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(Design of Experiment,DOE)方法和最小二乘法對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行辨識(shí);濾波算法的準(zhǔn)確性對(duì)保證SOC的估計(jì)精度具有重要作用,隨后文章通過對(duì)常用濾波算法的應(yīng)用原理的分析,針對(duì)系統(tǒng)噪聲影響較大時(shí)對(duì)算法估計(jì)精度的影響,提出了一種改進(jìn)的無跡卡爾曼粒子濾波(Improved Unscented Kalman Particle Filter,IUPF)算法。將系統(tǒng)狀態(tài)噪聲和量測(cè)噪聲兩者同時(shí)引入到采樣點(diǎn)中,對(duì)其進(jìn)行對(duì)稱采樣處理,同時(shí)將其引入到算法計(jì)算過程當(dāng)中以保證算法的精度。在可變參數(shù)Thevenin模型基礎(chǔ)上所采用的IUPF算法,在保證模型適用范圍的同時(shí)減小了噪聲對(duì)系統(tǒng)估計(jì)精度的影響。本文選定同類型同一批次多個(gè)9A·h圓柱形磷酸鐵鋰動(dòng)力電池單體作為研究對(duì)象,以充放電柜和高低溫箱為實(shí)驗(yàn)條件,在不同工況下分別進(jìn)行多次充放電實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)及仿真結(jié)果表明,基于IUPF算法與可變參數(shù)電池模型的SOC估計(jì)方法在解決現(xiàn)有電池模型適用范圍有限,保證模型精度的同時(shí),在多個(gè)溫度下對(duì)SOC有較高的估算精度。尤其在系統(tǒng)狀態(tài)噪聲、量測(cè)噪聲影響較大時(shí),算法估算精度有了明顯提高,且對(duì)由模型參數(shù)所帶來的擾動(dòng)具有良好的魯棒性。
【圖文】：

圖２．２鋰離子電池充放電原理圖逡逑

圖２．４鋰電池容量隨溫度變化曲線逡逑Ｆｉｇ．２．４邋Ｃａｐａｃｉｔｙ邋ｗｉｔｈ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋ｌｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎ邋ｂａｔｔｅｒｙ逡逑通過對(duì)圖２．４的分析可以發(fā)現(xiàn)鋰電池容量受溫度的影響較為明顯，尤其在低溫逡逑下電池的可用容量所受影響尤為突出，，因此在對(duì)鋰電池進(jìn)行容量分析及實(shí)際ＳＯＣ逡逑估計(jì)的過程中應(yīng)充分考慮溫度所帶來的影響。逡逑１０逡逑
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U469.72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2684843