峰值功率作為電動(dòng)汽車重要性能指標(biāo)之一,是車輛加速、爬坡、能量回收的重要參考。傳統(tǒng)電池管理系統(tǒng)估算峰值功率是基于Rint電池模型的試驗(yàn)標(biāo)定法,由于試驗(yàn)法模型未能考慮極化效應(yīng)的影響,往往造成估算結(jié)果偏大,且存在試驗(yàn)周期長(zhǎng)、工作量大、對(duì)試驗(yàn)設(shè)備要求高等問題,制約著電池管理系統(tǒng)的發(fā)展。本文以峰值功率(SOP,State of power)仿真估算作為研究目標(biāo),考慮到電池管理系統(tǒng)的另一核心功能荷電狀態(tài)(SOC,State of charge)估算與SOP估算之間的緊密聯(lián)系,故將二者聯(lián)合起來進(jìn)行估算研究。具體工作如下:選擇三元材料鋰離子電池作為研究對(duì)象并搭建試驗(yàn)平臺(tái),為掌握電池基本性能分別進(jìn)行不同溫度、不同放電倍率、不同功率下電池性能試驗(yàn)。電池模型是電池狀態(tài)估算的基礎(chǔ),為評(píng)估模型反映電池內(nèi)部狀態(tài)的準(zhǔn)確程度以及估算性能差別,分別建立Thevenin與DP(Dual Polarization)兩個(gè)低階等效電路模型進(jìn)行對(duì)比分析,通過混合脈沖功率特性試驗(yàn)(HPPC)進(jìn)行電池參數(shù)辨識(shí),并對(duì)極化電壓進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)分析�；陔姵氐某浞烹娞匦�,考慮到SOC與SOP之間內(nèi)在聯(lián)系以及單參數(shù)約束估算SOP易造成估算結(jié)果偏大的問題,提出了基于DP電池模型和多參數(shù)約束的峰值功率估算方法,推導(dǎo)了相關(guān)計(jì)算方程,建立了基于EKF算法的SOC與SOP聯(lián)合估算仿真模型并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,分析了SOC與SOP的估算精度以及估算性能。結(jié)果表明:(1)低溫對(duì)電池性能影響顯著,放電容量與放電平臺(tái)顯著下降;高溫、放電倍率、放電功率對(duì)電池容量影響不大;放電能量隨放電功率的增大而減小。(2)極化電壓在放電前中期存在平穩(wěn)期,末期極化電壓明顯升高;放電過程極化電壓高于充電過程;低溫使極化電壓明顯升高,平穩(wěn)期縮短;放電倍率越大極化效應(yīng)越強(qiáng)。(3)基于DP等效電路模型預(yù)測(cè)的端電壓誤差很小;低階等效電路模型SOC估算最大誤差均小于3%,但DP模型最大誤差約為2%,優(yōu)于Thevenin模型。(4)基于DP模型的多參數(shù)約束下的SOC與SOP聯(lián)合估算峰值功率最大誤差不超過3%,小于Thevenin模型估算峰值功率誤差;峰值功率放電持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng),峰值功率值越小;在SOC存在初始誤差時(shí),SOC與SOP估算模型能快速收斂到準(zhǔn)確值,魯棒性強(qiáng)。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U469.72
【部分圖文】：

Management System, BMS）通常具有以下功能：①估算電池狀態(tài)（荷電狀態(tài)、健康狀態(tài)、功率狀態(tài)）②監(jiān)測(cè)電池工作狀態(tài) ③電池均衡控制 ④熱管理 ⑤通信功能。圖 1-1 為 BMS 的基本工作原理圖。圖 1-1 BMS 工作原理圖從圖 1-1 可以看出，BMS 需要實(shí)時(shí)監(jiān)控電池 Pack 電壓、電流以及單體電池的電壓、溫度等基本信息，并通過電池管理系統(tǒng)核心算法估算實(shí)時(shí)電池狀態(tài)量。主要包括荷電狀態(tài)（state of charge，SOC）、功率狀態(tài)（state of power，SOP），健康狀態(tài)（state of health，SOH），然后輸入到整車控制器，為整車能量管理和動(dòng)力分配提供依據(jù)。但由于動(dòng)力電池組是由電池單體串并聯(lián)而成

件搭建基于低階等效電路模型的多參數(shù)約束下 SOC 與 SOP 峰值功率（Peak Power Test，PPT）試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證模技術(shù)路線如圖 1-2 所示：

圖 2-2 不同溫度下放電端電壓隨 SOC 變化曲線率特性研究三元型鋰離子電池在不同倍率下的放電特性，本文在室溫分別做了倍率為 1C、2C、3C 的恒流放電試驗(yàn)，試驗(yàn)過程如溫下以 1C 恒流放電，放電至截止電壓 2.5V；當(dāng)電池放電結(jié)束h，使電池內(nèi)部達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)，消除極化效應(yīng)。設(shè)置 CC/CV 充充滿結(jié)束。然后進(jìn)行恒流放電試驗(yàn)，放電倍率分別為 1C、2C電壓條件 2.5V 結(jié)束。倍率即放電電流大小，1C 為 35A，2C 為 70A，3C 為 105A，依下放電容量如表 2-6 所示，采用恒流工況放電時(shí)，放電倍率越，2C 放電較 1C 放電減少了 0.15Ah，3C 放電較 2C 放電減少了，僅為額定容量的 1.09%，表明放電倍率對(duì)該電池容量影響不表 2-6 不同倍率下電池放出的容量放電倍率/C 放出容量/Ah
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2846759