混合動(dòng)力車輛電池性能及其管理系統(tǒng)研究.pdf

1、節(jié)能、環(huán)保與安全是世界汽車工業(yè)發(fā)展的3大主題，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車由于兼具內(nèi)燃機(jī)車輛和電動(dòng)車輛的優(yōu)點(diǎn)，成為清潔汽車產(chǎn)業(yè)化的重要方向。水平鉛布電池是一種新型的閥控鉛酸蓄電池，由于其具有使用安全和免維護(hù)性能，在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用前景引人關(guān)注。本文研究了水平鉛布電池的性能，和作為電動(dòng)車輛電源的輸入輸出特性；分析了電池管理系統(tǒng)的功能，對(duì)電池管理系統(tǒng)中的研究重點(diǎn)一電池的狀態(tài)進(jìn)行了綜合估計(jì)方法的實(shí)踐和利用卡爾曼濾波方法的試驗(yàn)和驗(yàn)證；設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了電池管理

2、系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電池參數(shù)檢測(cè)、電池狀態(tài)估計(jì)、均衡充電及異常報(bào)警等功能，并在混合動(dòng)力摩托車上進(jìn)行了運(yùn)行試驗(yàn)。 進(jìn)行了水平鉛布蓄電池的應(yīng)用研究，通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)，研究了水平鉛布蓄電池的充放電特性；確定了電池容量與使用條件的數(shù)量關(guān)系；分析和測(cè)試了串聯(lián)電池組在充放電過(guò)程中的性能差異，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了電池組均衡充電試驗(yàn)裝置并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了電池的模型研究，確定了電池的容量和電壓特性模型，并從電壓限制的角度對(duì)一定荷電狀態(tài)電池最大允許充放電

3、功率進(jìn)行了預(yù)測(cè)，為管理系統(tǒng)控制電池的充放電過(guò)程提供了依據(jù)。建立了電池的等效電路模型，通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行了參數(shù)辨識(shí)，為電池荷電狀態(tài)模型的建立提供了基礎(chǔ)。 進(jìn)行了電池組荷電狀態(tài)預(yù)測(cè)技術(shù)研究，提出了在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車上將電量累計(jì)、電壓測(cè)量作為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車荷電狀態(tài)和健康狀態(tài)的估計(jì)方法，具體實(shí)踐中考慮了溫度對(duì)容量的影響。實(shí)施了在線監(jiān)測(cè)電池內(nèi)阻的方法，作為電池健康狀態(tài)的檢測(cè)手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)性能退化，避免產(chǎn)生大量電池失效。 進(jìn)行了卡爾曼濾

4、波技術(shù)電池荷電狀態(tài)估計(jì)的應(yīng)用研究，根據(jù)電池等效電路模型，建立了電池系統(tǒng)的狀態(tài)方程和測(cè)量方程，對(duì)實(shí)車運(yùn)行時(shí)的的電池參數(shù)進(jìn)行采集，編制了濾波算法程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)條件下電池組荷電狀態(tài)的估計(jì)，可作為電量累計(jì)方法的校驗(yàn)，減少由于電池狀態(tài)演變引起的誤差累計(jì)。 設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了電池管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電池參數(shù)采集、電池狀態(tài)估計(jì)、異常現(xiàn)象報(bào)警和數(shù)據(jù)輸出和顯示等功能。完成了電池管理系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計(jì)，包括電流傳感器、