電動(dòng)汽車(chē)用磷酸鐵鋰電池建模與SOC估算研究.pdf

1、隨著全球能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，大力發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)已成為汽車(chē)工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。電池管理系統(tǒng)(BMS)作為電動(dòng)汽車(chē)的重要組成部分，通過(guò)對(duì)車(chē)載動(dòng)力電池的有效控制和管理，保障了電動(dòng)汽車(chē)安全可靠的運(yùn)行，但電池管理技術(shù)遠(yuǎn)未發(fā)展成熟，如何提高電池荷電狀態(tài)(SOC)的估算精度一直是BMS研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文以磷酸鐵鋰電池為研究對(duì)象，分別對(duì)影響SOC估算精度的電池模型和SOC估算方法進(jìn)行了深入研究。
　　首先介紹了磷酸鐵鋰電

2、池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，分析了影響電池性能的主要因素，并對(duì)電池的電壓、內(nèi)阻、容量等基本特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合常用等效電路模型的分析，提出了考慮電壓滯回特性的二階RC等效電路模型，采用指數(shù)擬合的方法離線估計(jì)出模型參數(shù)初值。為了適應(yīng)電池的時(shí)變特性，還研究了參數(shù)在線估計(jì)算法，采用改進(jìn)的遞推最小二乘算法實(shí)現(xiàn)了模型參數(shù)在線估計(jì)。
　　然后分析了經(jīng)典SOC估算方法，根據(jù)二階RC等效電路模型建立了磷酸鐵鋰電池的狀態(tài)空間方程，并基于

3、擴(kuò)展卡爾曼濾波算法和電池模型對(duì)SOC進(jìn)行估算。接著為進(jìn)一步提高SOC估算精度，對(duì)電池SOC與模型參數(shù)聯(lián)合估算方法及實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行了研究。
　　最后利用設(shè)計(jì)的BMS實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和MATLAB仿真相結(jié)合對(duì)本文提出的理論進(jìn)行了驗(yàn)證。脈沖放電實(shí)驗(yàn)表明二階RC等效電路模型具有較高精度，能夠跟蹤電壓變化，而利用改進(jìn)的遞推最小二乘算法在線估計(jì)模型參數(shù)進(jìn)一步提高了模型精度；模擬城市道路工況實(shí)驗(yàn)則表明基于擴(kuò)展卡爾曼濾波算法和電池模型的SOC估算方法是正確