動力電池健康狀態(tài)估計及均衡研究.pdf

1、能源緊缺以及環(huán)境污染等諸多因素再一次將電動汽車推上歷史舞臺，已成為全球關(guān)注的焦點。中國也將電動汽車產(chǎn)業(yè)列為重點發(fā)展的新型戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，希望通過發(fā)展電動汽車來促進中國汽車產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進步，最終實現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)的“彎道超車”。動力電池作為電動汽車的主要動力源，其性能直接影響到整車的動力性、經(jīng)濟性和安全性等。目前，作為電動汽車三大關(guān)鍵技術(shù)之一的電池技術(shù)，其狀態(tài)監(jiān)測與估計以及成組應(yīng)用技術(shù)更是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。
　　論文以車用鋰離子動力電池為研

2、究對象，主要工作包括以下幾方面的內(nèi)容：
　　基于鋰離子電池工作的化學(xué)原理和電子運動理論的基礎(chǔ)上，確定二階RC模型。從參數(shù)辨識理論角度采用以M序列為持續(xù)激勵信號的電池模型參數(shù)辨識方法，并進行仿真試驗。通過對比脈沖試驗驗證了該方法的可行性、有效性，同時進行基于含遺忘因子遞推最小二乘算法的參數(shù)辨識方法的推導(dǎo)及仿真試驗，驗證了二階RC模型的準確性、適用性。
　　基于鋰離子電池循環(huán)壽命試驗數(shù)據(jù)，對鋰離子電池可用容量的影響因素及循環(huán)特性

3、進行分析。結(jié)果表明，影響單體電池可用容量的因素較多且存在耦合作用；對于鋰離子電池循環(huán)測試過程中充放電特性表現(xiàn)出很強的規(guī)律性進行了研究，基于已建立的二階RC模型，推導(dǎo)出基于充電電壓曲線的SOH估計模型，詳述了模型參數(shù)提取的方法；通過電池循環(huán)壽命試驗數(shù)據(jù)進行了SOH估計，結(jié)果驗證了估計方法的精準性、可靠性。
　　針對串聯(lián)電池組SOH估計存在容量不確定性問題，對電池組在具有不同均衡功能和均衡能耗時的最大可用容量進行詳細分析。結(jié)果表明，使

4、用有非能量消耗型動態(tài)均衡功能的電池組，對其容量和能量的利用可達最大化。給出了不同情況下的電池組最大可用容量、SOC和SOH，為電池組狀態(tài)估計提供依據(jù)，也為均衡方案制定提供理論指導(dǎo)。
　　針對串聯(lián)動力電池成組前后的不一致性問題，基于串聯(lián)電池組最大可用容量的分析結(jié)果和對串聯(lián)電池組電容式均衡拓撲結(jié)構(gòu)進行了系統(tǒng)的研究，提出了新型均衡拓撲結(jié)構(gòu)，建立了基于四單體串聯(lián)電池組仿真電路模型并進行仿真驗證。結(jié)果表明，提出的新型均衡拓撲結(jié)構(gòu)具有更好的均