本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車鋰電池組能量均衡策略的研究

  更多相關(guān)文章： 主動(dòng)均衡 SOC 擴(kuò)展卡爾曼濾波 雙向反激式 LTC3300

【摘要】：磷酸鐵鋰電池組作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力來源,由于生產(chǎn)工藝及外界環(huán)境的影響,電池組中單體電池存在不一致性問題,導(dǎo)致電池組可用容量降低,續(xù)航里程及電池組使用壽命減少。電池組均衡技術(shù)已經(jīng)成為了電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵問題。電池管理研究是研究領(lǐng)域的熱點(diǎn),包括電池組監(jiān)測(cè)、估算SOC(電池荷電狀態(tài))、均衡策略等。電池SOC的一致性能夠最有效提高電池一致性,SOC估計(jì)的準(zhǔn)確性制約均衡策略的研究進(jìn)展。目前被動(dòng)均衡策略已經(jīng)較為成熟,主動(dòng)均衡策略仍存在較多不足。針對(duì)電動(dòng)汽車均衡策略目前存在的問題,基于擴(kuò)展式卡爾曼濾波算法與LTC3300雙向反激式變壓均衡電路,實(shí)現(xiàn)電池組主動(dòng)均衡系統(tǒng),開展了如下工作:1.研究鋰離子電池的電氣特性,分析電池組不一致性原因。本文根據(jù)鋰離子電池的制造、使用和存放三種情況詳細(xì)研究其不一致性出現(xiàn)的原因和階段。然后選取試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行試驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)分析電池內(nèi)部的不一致性在電池外部的體現(xiàn)形式,給下文均衡判據(jù)的選擇給予參考。2.研究并分析現(xiàn)有的幾種SOC估算方法和均衡策略的優(yōu)缺點(diǎn),設(shè)計(jì)SOC估計(jì)算法和鋰離子電池均衡電路。本文選取雙向反激式變壓器均衡電路作為電路設(shè)計(jì)的主導(dǎo)方向;確定開路電壓和SOC當(dāng)作均衡判據(jù),用單體電池SOC與平均SOC之間的差值進(jìn)行衡量電池的一致性好壞;設(shè)計(jì)基于擴(kuò)展式卡爾曼濾波算法的SOC估計(jì)算法以及在不同狀態(tài)下的均衡策略,并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。3.電池均衡系統(tǒng)的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)。從電動(dòng)汽車的實(shí)際情況出發(fā)給出整體方案,然后進(jìn)行電路細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)最后完成整體電路焊接與上位機(jī)軟件編寫。4.對(duì)設(shè)計(jì)完成的均衡系統(tǒng)與上位軟件進(jìn)行試驗(yàn),觀察均衡效果。最后,對(duì)本文所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車均衡策略進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果表明,使用本文設(shè)計(jì)均衡策略的鋰電池組在電池容量、續(xù)航能力、電池壽命方面均有較大的提高,均衡效果符合設(shè)計(jì)要求,具有一定的實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：主動(dòng)均衡 SOC 擴(kuò)展卡爾曼濾波 雙向反激式 LTC3300
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72;TM912
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 課題來源8-9
• 1.2 均衡技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.3 本設(shè)計(jì)完成的主要工作10-11
• 第二章 鋰離子電池組不一致性研究11-25
• 2.1 鋰離子電池不一致性出現(xiàn)原因11-17
• 2.1.1 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不一致性11-13
• 2.1.2 使用方式產(chǎn)生的不一致性13-15
• 2.1.3 存放過程中造成的不一致性15-16
• 2.1.4 鋰離子電池不一致性的彌補(bǔ)辦法16-17
• 2.2 電池組中單體電池性能不一致性的體現(xiàn)方式17-22
• 2.2.1 開路電壓的不一致性17-18
• 2.2.2 工作電壓的不一致性18-21
• 2.2.3 SOC的不一致性21-22
• 2.3 電池不一致性評(píng)價(jià)依據(jù)22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 鋰離子電池SOC估計(jì)和均衡方法的研究25-37
• 3.1 鋰離子電池模型的建立及參數(shù)辨識(shí)25-30
• 3.1.1 影響模型建立的因素25-27
• 3.1.2 鋰離子電池模型建立27-28
• 3.1.3 等效電路模型參數(shù)辨識(shí)28-30
• 3.2 基于EKF的鋰離子電池SOC估計(jì)及仿真30-34
• 3.2.1 基于EKF的SOC估計(jì)算法原理30-32
• 3.2.2 基于EKF的SOC估計(jì)算法仿真32-34
• 3.3 均衡電路結(jié)構(gòu)選取34-35
• 3.4 均衡方法研究35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 鋰離子電池組均衡系統(tǒng)的軟硬件實(shí)現(xiàn)37-55
• 4.1 整體設(shè)計(jì)37-38
• 4.2 硬件電路設(shè)計(jì)38-47
• 4.2.1 控制芯片選擇38-39
• 4.2.2 供電電路設(shè)計(jì)39
• 4.2.3 電壓采集電路39-44
• 4.2.4 溫度采集電路44-45
• 4.2.5 電流采集電路45
• 4.2.6 主動(dòng)均衡電路45-46
• 4.2.7 參數(shù)存儲(chǔ)電路46
• 4.2.8 通信電路46-47
• 4.3 程序設(shè)計(jì)47-54
• 4.3.1 下位機(jī)程序流程圖47-48
• 4.3.2 上位機(jī)調(diào)試程序編寫48-50
• 4.3.3 基于CAN的通信協(xié)議設(shè)計(jì)50-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 鋰離子電池組均衡系統(tǒng)試驗(yàn)55-58
• 5.1 放置狀態(tài)均衡試驗(yàn)55
• 5.2 充電狀態(tài)均衡試驗(yàn)55-56
• 5.3 放電狀態(tài)均衡試驗(yàn)56-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 總結(jié)與展望58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 作者簡介64
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果64

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