基于電池荷電狀態(tài)估計的觀測器設(shè)計方法研究.pdf

1、電池荷電狀態(tài)(State of Charge,SOC)用于表示電池的剩余電量多少，是電動車電池管理系統(tǒng)中重要的參數(shù)，影響著電動汽車整車系統(tǒng)的控制策略，因此SOC的估計對電動汽車的發(fā)展具有重要意義。本文以電動汽車常用的鋰離子電池為研究對象，研究了SOC的觀測器估計方法，并提出了一種基于廣義系統(tǒng)觀測器的SOC估計方法。
　　本文基于電池的RC模型，推導(dǎo)出電池的狀態(tài)空間實現(xiàn)，其中電池的開路電壓(Open circuit voltage,

2、VOC)與SOC之間存在線性約束關(guān)系。為了避開這個線性約束問題，有文獻將輸出電壓的方程對時間進行求導(dǎo)，然后設(shè)計滑模觀測器估計SOC，實驗結(jié)果中估計誤差出現(xiàn)了脈沖模態(tài)。本文基于求導(dǎo)方法，設(shè)計一般觀測器估計SOC，然后在Matlab/Simulink環(huán)境下仿真，仿真結(jié)果中估計誤差依舊出現(xiàn)了脈沖模態(tài)。隨后又對電池的狀態(tài)空間方程進行降階處理，設(shè)計降階后的SOC觀測器，發(fā)現(xiàn)其估計誤差小了很多，但依舊無法消除誤差。因此這種通過求導(dǎo)避開線性約束的方法

3、是存在問題的。
　　這種線性約束問題，完全可以用廣義系統(tǒng)的概念來處理。本文提出了用廣義系統(tǒng)觀測器來估計SOC，給出了確定廣義系統(tǒng)觀測器參數(shù)的方法，并在Matlab/Simulink環(huán)境下仿真，與先前基于求導(dǎo)方法設(shè)計的正常系統(tǒng)觀測器和降階系統(tǒng)進行對比分析，證明廣義系統(tǒng)觀測器能夠消除SOC估計誤差，具有更好的估計效果。
　　電池建模中不可避免的會出現(xiàn)參數(shù)不確定的情況，這會導(dǎo)致SOC估計誤差變大。本文針對參數(shù)不確定系統(tǒng)，研究了基于