基于電感的電池主動(dòng)均衡研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-16 16:59
隨著石油、煤炭等不可再生能源的不斷減少,以及世界各國(guó)對(duì)環(huán)境重視度的提高,可替代清潔能源的話題受到持續(xù)的關(guān)注。作為民用產(chǎn)品的主要能源消耗之一,汽車的動(dòng)力來(lái)源已經(jīng)從傳統(tǒng)的石油逐漸發(fā)展到天然氣、乙醇、油電混合等,而純電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)近年發(fā)展迅速。作為純電動(dòng)汽車的動(dòng)力源,由多節(jié)電池單體串聯(lián)形成的大容量電池組之間的電池容量不一致問(wèn)題亟需解決。本課題基于電感的均衡拓?fù)?設(shè)計(jì)了一種電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池組主動(dòng)均衡方案,解決因電池組間容量差異導(dǎo)致的電池組使用壽命減少和電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程降低等問(wèn)題。本文根據(jù)電池的剩余容量與電池的荷電狀態(tài)(State of Charge,SOC)的互表關(guān)系,建立電池的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)實(shí)驗(yàn)辨識(shí)出型號(hào)為IFP1865140的鋰電池模型中與電壓、SOC有關(guān)的各個(gè)參數(shù)值,并確定以電池組電壓作為電池組均衡開啟的指標(biāo)。以電感為儲(chǔ)能元件,建立了電流遞減式均衡拓?fù)鋪?lái)進(jìn)行電池組間能量的轉(zhuǎn)移;根據(jù)電池在電池組中不同的位置,分析電路的電流特性,并根據(jù)電池當(dāng)前SOC確定均衡開啟的時(shí)間與驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比,以此設(shè)計(jì)基于電流遞減式均衡拓?fù)涞碾姵鼐獾目刂撇呗。比較各類基于電感的電池均衡方案的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜度和各類...
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1國(guó)內(nèi)新能源汽車??
圖1.2串聯(lián)鋰電池組??Figl?.2?Series?lithium?battery?pack??池外部環(huán)境的差異,電池組中各單體異,造成這種差異的原因很多,可以鋰電池單體間產(chǎn)生不一致的具體原因:??能導(dǎo)致的不一致性??由于要用到正負(fù)電極和電解質(zhì)等多種產(chǎn)時(shí)的原材料不一致;其次電池生產(chǎn)會(huì)相應(yīng)的影響電池的參數(shù)。這些由生少或降低不一致性的范圍,而無(wú)法做有可能不一致。??大不一致性??的不一致性,在經(jīng)過(guò)電池不同應(yīng)用的自放電率等都會(huì)隨著充放電循環(huán)次數(shù)
圖2.7單體電壓和充電電流??Fig2.7?Single?voltage?and?charging?current??從電池的充電數(shù)據(jù)中提。保埃埃敖M數(shù)據(jù)進(jìn)行模型參數(shù)辨識(shí),圖2.8為辨識(shí)的基??本原理。通常采用逼近的方法來(lái)獲得對(duì)象參數(shù)0的估計(jì)值和幻:在yt時(shí)刻,首先根??據(jù)a-1)時(shí)刻的參數(shù)估計(jì)值和4-1)與當(dāng)前和歷史輸入輸出數(shù)據(jù)<幻,計(jì)算出當(dāng)前??系統(tǒng)輸出預(yù)報(bào)值:??m?=?(p\k)6{k-\)?(2.5)??預(yù)報(bào)誤差為:??e{k)?=?y{k)-y{k-\)?(2.6)??式中,K幻為系統(tǒng)的實(shí)際輸入。??然后將預(yù)報(bào)誤差e(幻反饋到辨識(shí)算法中,在特定的規(guī)則下,計(jì)算出/t時(shí)刻的模??型參數(shù)值^:幻,并以此更新模型參數(shù)值。按照此步驟循環(huán)迭代,直至描述規(guī)則的??函數(shù)取得最小值,即可得到模型參數(shù)估計(jì)值。??—(,1-??j?mms??>?—————??c(k)???5?mme??—???m???¥?mm????圖2.8辨識(shí)原理框圖??Fig2.8?Identification?principle?block?diagram??目前系統(tǒng)辨識(shí)的方法有最小二乘法[5i]、多變量系統(tǒng)法[52]和極大似然法本??課題采用改進(jìn)的最小二乘法
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]考慮內(nèi)阻時(shí)變特性的電池狀態(tài)估計(jì)方法[J]. 程志輝,黃宇. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2016(11)
[2]電動(dòng)汽車鋰電池標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試探討[J]. 吳盛軍,袁曉冬,徐青山,李強(qiáng),呂振華. 電源技術(shù). 2016(11)
[3]國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 劉卓然,陳健,林凱,趙英杰,許海平. 電力建設(shè). 2015(07)
[4]純電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池Nernst模型參數(shù)辨識(shí)[J]. 畢軍,康燕瓊,邵賽. 汽車工程. 2015(06)
[5]串聯(lián)電池組雙向全橋SOC均衡控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 孫金磊,逯仁貴,魏國(guó),郭堯,朱春波. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2015(03)
[6]電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃中若干關(guān)鍵問(wèn)題的研究與建議[J]. 肖湘寧,溫劍鋒,陶順,李秋碩. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(08)
[7]基于最優(yōu)路徑選擇的電池組主動(dòng)均衡方法研究[J]. 王順利,安文倩,夏承成,屈維,蔣正鋼. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2014(05)
[8]一種磷酸鐵鋰動(dòng)力電池組主動(dòng)均衡充電系統(tǒng)[J]. 邱斌斌,劉和平,楊金林,胡勇,郭軍,余陽(yáng). 電工電能新技術(shù). 2014(01)
[9]動(dòng)力鋰離子電池分布參數(shù)等效電路模型研究[J]. 陳大分,姜久春,王占國(guó),段瑤娟,張言茹,時(shí)瑋. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(07)
[10]一種新穎的動(dòng)力電池均衡方法研究[J]. 宋海飛,曹亞,王艷. 電力電子技術(shù). 2013(04)
碩士論文
[1]電動(dòng)汽車電池均衡技術(shù)的研究[D]. 陳志.南京航空航天大學(xué) 2014
本文編號(hào):3440176
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1國(guó)內(nèi)新能源汽車??
圖1.2串聯(lián)鋰電池組??Figl?.2?Series?lithium?battery?pack??池外部環(huán)境的差異,電池組中各單體異,造成這種差異的原因很多,可以鋰電池單體間產(chǎn)生不一致的具體原因:??能導(dǎo)致的不一致性??由于要用到正負(fù)電極和電解質(zhì)等多種產(chǎn)時(shí)的原材料不一致;其次電池生產(chǎn)會(huì)相應(yīng)的影響電池的參數(shù)。這些由生少或降低不一致性的范圍,而無(wú)法做有可能不一致。??大不一致性??的不一致性,在經(jīng)過(guò)電池不同應(yīng)用的自放電率等都會(huì)隨著充放電循環(huán)次數(shù)
圖2.7單體電壓和充電電流??Fig2.7?Single?voltage?and?charging?current??從電池的充電數(shù)據(jù)中提。保埃埃敖M數(shù)據(jù)進(jìn)行模型參數(shù)辨識(shí),圖2.8為辨識(shí)的基??本原理。通常采用逼近的方法來(lái)獲得對(duì)象參數(shù)0的估計(jì)值和幻:在yt時(shí)刻,首先根??據(jù)a-1)時(shí)刻的參數(shù)估計(jì)值和4-1)與當(dāng)前和歷史輸入輸出數(shù)據(jù)<幻,計(jì)算出當(dāng)前??系統(tǒng)輸出預(yù)報(bào)值:??m?=?(p\k)6{k-\)?(2.5)??預(yù)報(bào)誤差為:??e{k)?=?y{k)-y{k-\)?(2.6)??式中,K幻為系統(tǒng)的實(shí)際輸入。??然后將預(yù)報(bào)誤差e(幻反饋到辨識(shí)算法中,在特定的規(guī)則下,計(jì)算出/t時(shí)刻的模??型參數(shù)值^:幻,并以此更新模型參數(shù)值。按照此步驟循環(huán)迭代,直至描述規(guī)則的??函數(shù)取得最小值,即可得到模型參數(shù)估計(jì)值。??—(,1-??j?mms??>?—————??c(k)???5?mme??—???m???¥?mm????圖2.8辨識(shí)原理框圖??Fig2.8?Identification?principle?block?diagram??目前系統(tǒng)辨識(shí)的方法有最小二乘法[5i]、多變量系統(tǒng)法[52]和極大似然法本??課題采用改進(jìn)的最小二乘法
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]考慮內(nèi)阻時(shí)變特性的電池狀態(tài)估計(jì)方法[J]. 程志輝,黃宇. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2016(11)
[2]電動(dòng)汽車鋰電池標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試探討[J]. 吳盛軍,袁曉冬,徐青山,李強(qiáng),呂振華. 電源技術(shù). 2016(11)
[3]國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 劉卓然,陳健,林凱,趙英杰,許海平. 電力建設(shè). 2015(07)
[4]純電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池Nernst模型參數(shù)辨識(shí)[J]. 畢軍,康燕瓊,邵賽. 汽車工程. 2015(06)
[5]串聯(lián)電池組雙向全橋SOC均衡控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 孫金磊,逯仁貴,魏國(guó),郭堯,朱春波. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2015(03)
[6]電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃中若干關(guān)鍵問(wèn)題的研究與建議[J]. 肖湘寧,溫劍鋒,陶順,李秋碩. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(08)
[7]基于最優(yōu)路徑選擇的電池組主動(dòng)均衡方法研究[J]. 王順利,安文倩,夏承成,屈維,蔣正鋼. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2014(05)
[8]一種磷酸鐵鋰動(dòng)力電池組主動(dòng)均衡充電系統(tǒng)[J]. 邱斌斌,劉和平,楊金林,胡勇,郭軍,余陽(yáng). 電工電能新技術(shù). 2014(01)
[9]動(dòng)力鋰離子電池分布參數(shù)等效電路模型研究[J]. 陳大分,姜久春,王占國(guó),段瑤娟,張言茹,時(shí)瑋. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(07)
[10]一種新穎的動(dòng)力電池均衡方法研究[J]. 宋海飛,曹亞,王艷. 電力電子技術(shù). 2013(04)
碩士論文
[1]電動(dòng)汽車電池均衡技術(shù)的研究[D]. 陳志.南京航空航天大學(xué) 2014
本文編號(hào):3440176
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