基于分?jǐn)?shù)階微積分理論鋰電池建模及SOC估計(jì)研究.pdf

1、隨著全球能源危機(jī)的加劇與環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，世界各國紛紛發(fā)展綠色環(huán)保的新能源電動汽車。動力電池作為電動汽車的關(guān)鍵部件之一，其性能對電動汽車的整車性能、安全性能和續(xù)航里程有很大的影響。鋰離子電池因具備能量密度大、循環(huán)壽命長、安全可靠和無污染等特點(diǎn)，在未來研究發(fā)展中必將得到大力發(fā)展。鋰電池的荷電狀態(tài)(State of Charge，SOC)是電池管理系統(tǒng)的核心，反映了動力電池運(yùn)行狀態(tài)的主要性能參數(shù)。準(zhǔn)確地估計(jì)電池的SOC能有效進(jìn)行電池和整車控

2、制，可以防止電池過充和過放，為電池均衡和能源分配提供依據(jù)，可以延長電池的使用壽命，節(jié)約成本。本文分別對影響電池SOC估算精度的電池模型以及SOC估算方法進(jìn)行了深入研究。
　　論文首先概述了純電動汽車的發(fā)展?fàn)顩r，引出了動力電池的重要性，然后介紹了鋰電池的工作原理，研究了鋰電池的特性和影響特性的因素，通過對經(jīng)典電池模型分析，提出了本文所創(chuàng)新的可變參數(shù)分?jǐn)?shù)階PNGV模型，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法試驗(yàn)設(shè)計(jì)(Design of Experiment，

3、DOE)和粒子群優(yōu)化算法(Particle Swarm optimization，PSO)對電池模型中的參數(shù)進(jìn)行擬合，通過聯(lián)邦城市駕駛時(shí)間表(FUDS)工況對可變參數(shù)分?jǐn)?shù)階PNGV模型的精度進(jìn)行驗(yàn)證，所得到的模型不僅能夠適應(yīng)連續(xù)變化的溫度，而且比整數(shù)階模型更加精確，為后文SOC估算提供了準(zhǔn)確的模型。
　　作為電動汽車發(fā)展的核心技術(shù)之一的動力電池的SOC估算，是電動汽車產(chǎn)業(yè)化、實(shí)用化的關(guān)鍵。本文在前文建立的模型基礎(chǔ)上，應(yīng)用分?jǐn)?shù)階無跡