鋰離子動(dòng)力電池具有高能量密度、高功率密度等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于純電驅(qū)動(dòng)或者混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。鋰離子動(dòng)力電池作為新能源汽車的能量源,它是由數(shù)以千計(jì)的單體或者模塊電池組成,這對(duì)在復(fù)雜車載環(huán)境下的高效、安全和可靠運(yùn)行提出了挑戰(zhàn),因此先進(jìn)的電池管理系統(tǒng)（BMS）十分重要。構(gòu)建一個(gè)準(zhǔn)確的適用于控制的鋰離子動(dòng)力電池模型至關(guān)重要,較于等效電路模型,電化學(xué)模型從機(jī)理出發(fā)更能反應(yīng)電池內(nèi)部狀態(tài),但這類傳統(tǒng)的偽二維（P2D）電化學(xué)模型存在高倍率放電工況下精度降低的問題。據(jù)此,本文基于鋰離子動(dòng)力電池的平均電極模型,開展模型關(guān)鍵參數(shù)分析、基于變參數(shù)模型的SOC估計(jì)和均衡系統(tǒng)的策略和設(shè)計(jì)等工作。首先,在分析了鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)與工作原理的基礎(chǔ)上,利用相關(guān)電化學(xué)、物理化學(xué)理論完整描述了鋰離子動(dòng)力電池內(nèi)部的反應(yīng)機(jī)理與離子擴(kuò)散過程,再依據(jù)平均電極的思想,建立了平均電極模型。并通過對(duì)其中最為復(fù)雜,也最為關(guān)鍵的固相鋰離子擴(kuò)散方程的降階,初步完成了適用于控制領(lǐng)域的電化學(xué)模型搭建。但實(shí)驗(yàn)表明所建立的平均電極模型仍存在高倍率工況下模型誤差增大的問題,無法適用于復(fù)雜工況下的鋰離子動(dòng)力電池狀態(tài)監(jiān)控,因此需要對(duì)模型修正后才能應(yīng)用于實(shí)時(shí)控制... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

恒流充電電流與恒壓-恒流充電容量比擬合Fig3.3ThefittingofchargingcurrentsandtheRatioofPotentio-chargecapacitytoGalvano-chargecapacity

面向控制的車用鋰離子動(dòng)力電池電化學(xué)模型修正方法及系統(tǒng)均衡技術(shù)研究3.4 實(shí)車數(shù)據(jù)采集與模型驗(yàn)證為了進(jìn)一步驗(yàn)證所提出的變參數(shù)電化學(xué)模型在復(fù)雜工況下應(yīng)用的可行性及模型精度，針對(duì)一款微型純電動(dòng)汽車及由上述單體電池串并成的電池組，基于NEDC 循環(huán)工況采用底盤測(cè)功機(jī)加載模擬實(shí)車道路。圖 3.12 為整車動(dòng)力性測(cè)試系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)(BMS)的電壓和電流通過整車 OBD 診斷口的 CAN 輸出，電池在運(yùn)行過程中處于連續(xù)充放電狀態(tài)。最初的 SOC 是 100%，最后是 93%。

4.4 均衡系統(tǒng)仿真驗(yàn)證上文所建立的電池模型，為三元鋰離子動(dòng)力電池，最高電壓 4.2V，根據(jù)所設(shè)計(jì)的均衡電路，搭建的仿真電路和電池的封裝模塊如圖 4.10 所示，其中車載12V 電源以三節(jié)單體電池串聯(lián)來替代，考慮到實(shí)際 MOS 管的 D、S 極之間存在寄生二極管，為了防止電路短路，設(shè)計(jì)時(shí)將同組的兩個(gè)二極管設(shè)計(jì)成“背靠背”的形式串聯(lián)使用。同時(shí)為了分析方便而把單體電池的初始電量，單體電池的電壓、電流和基于擴(kuò)展卡爾曼濾波算法估算出的電池 SOC 值封裝在電池封裝模塊中。仿真中將Ba1的初始電量為70%，Ba2的初始電量為80%，Ba3的初始電量為90%，來模擬一致性不同的三節(jié)電池，車載 12V 電源以三節(jié)初始電量為 100%的電池串聯(lián)來模擬。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電動(dòng)汽車鋰電池組高效主動(dòng)均衡的研究與測(cè)試[J]. 焦亞田,謝長(zhǎng)君,湯澤波,程哲,全書海.  汽車工程. 2017(08)
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碩士論文
[1]電動(dòng)汽車動(dòng)力電池分階段主動(dòng)均衡控制研究[D]. 李德才.重慶交通大學(xué) 2017
[2]基于平均電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的鋰離子動(dòng)力電池模型降階與SOC估計(jì)研究[D]. 王位.江蘇大學(xué) 2017
[3]電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與均衡充電方案研究[D]. 孫宏濤.天津大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3516636