【摘要】：隨著全世界石油資源的逐漸消耗和汽車尾氣排放對空氣污染的加劇,以電池為主要動力源的電動汽車越來越受歡迎。為了保證電池的安全性,提高電池的使用壽命,必須對電池能量進行有效管理。作為電池管理系統(tǒng)的基礎,電池狀態(tài)的準確估算非常重要,直接關系到整車控制策略的優(yōu)化。本文以鈷酸鋰動力電池為研究對象,建立同時考慮電因素和熱因素的電熱耦合模型,對電池荷電狀態(tài)SOC和峰值功率SOP的研究,緊跟電池研究最主要的問題,非常具有實際研究意義。為了保證電池狀態(tài)的準確估算,精確的電池模型十分重要。在電池建模部分,本文根據(jù)在不同溫度下脈沖放電實驗數(shù)據(jù),由最小二乘法完成二階RC等效電路模型參數(shù)辨識,建立電池模型參數(shù)與電池荷電狀態(tài)SOC、溫度的對應關系。同時根據(jù)建立的電化學模型得到電池內(nèi)部的溫度,由電池表面溫度和內(nèi)部溫度完成電池二狀態(tài)熱模型參數(shù)辨識,建立電池熱模型。最后把等效電路模型和熱模型結(jié)合,建立更加精確電熱耦合模型�；赨DDS動態(tài)工況電流輸入,得到電池電壓響應、電池表面溫度和與核心溫度特性。在荷電狀態(tài)估算部分,針對標準卡爾曼濾波算法的不足,引入擴展卡爾曼濾波算法。分別以建立的等效電路模型和電熱耦合模型為基礎,根據(jù)擴展卡爾曼濾波算法流程,建立空間狀態(tài)方程,完成SOC估算算法設計。在Matlab中編程實現(xiàn)SOC估算算法,根據(jù)UDDS電流數(shù)據(jù),將擴展卡爾曼濾波算法SOC估算結(jié)果與對電流安時積分的SOC結(jié)果進行對比,對所建立SOC算法進行分析驗證,說明基于電熱耦合模型的SOC估算算法更加精確。通過改變SOC初始值的設置,驗證擴展卡爾曼濾波算法快速收斂能力,以及對初始值誤差快速修正能力。在峰值功率估算部分,首先對電池充放電過程中電池的SOC約束,電壓約束,溫度約束等單一約束條件進行分析介紹。為了保證確保電池使用安全,針對電池實際使用情況,提出基于電流-電壓-溫度多約束條件。將建立的電池模型與電池約束條件相結(jié)合,得到電池在多約束條件下的峰值功率估算方法。通過在Matlab編程實現(xiàn)峰值功率算法,由動態(tài)工況需求電流作為輸入,得到多約束條件下電池電流、電壓、溫度響應。通過電池任意時刻最大電流、電壓的估算,完成對峰值功率的預測,經(jīng)過對結(jié)果的分析,認為多條件約束下的峰值功率更具有實際意義。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72;TM912
【圖文】：

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本文編號：2721784