電動汽車鋰離子動力電池SOC估算及主動均衡技術(shù)的研究.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，能源緊缺和環(huán)境污染等問題日益凸顯出來，為此世界各國都在積極的尋求出路。在此大背景下，新能源汽車的概念被提出且經(jīng)過數(shù)年的探索后，電動汽車被公認(rèn)為下一代汽車的發(fā)展方向。電池作為電動汽車的唯一動力來源，其輸出性能決定了電動汽車在續(xù)駛里程以及駕駛體驗等方面能否滿足客戶的需求，而電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，BMS)則是確保其性能穩(wěn)定輸出的一項關(guān)鍵技術(shù)。BMS可實現(xiàn)對動力電池的充放電保護(hù)

2、、電池剩余電量(State of Charge，SOC)估算、電池單體均衡、電池狀態(tài)采集以及與整車通訊等功能。
　　在分析現(xiàn)有BMS研究水平的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)某款電動汽車上動力電池BMS的性能進(jìn)行分析，針對鋰離子電池SOC估算、電池組均衡兩個關(guān)鍵技術(shù)展開研究。主要工作內(nèi)容如下:第一，首先對鋰離子電池進(jìn)行了簡單的介紹，然后對分析鋰離子電池特性時常用的幾種電池模型進(jìn)行分析與比較，并根據(jù)結(jié)果決定采用二階RC等效電路模型對文中使用的鋰離子

3、電池進(jìn)行建模，利用電流-電壓脈沖響應(yīng)實驗完成電池模型參數(shù)的辨識;同時還完成了電池開路電壓與SOC的標(biāo)定實驗以及放電速率與環(huán)境溫度對放電容量的影響實驗，為SOC估算提供依據(jù)。第二，結(jié)合目前常用的SOC估算算法及其應(yīng)用范圍，提出將由開路電壓法、安時積分法與無味卡爾曼濾波算法(UKF)組合而成的混合算法應(yīng)用到由320個單體電池串并聯(lián)組成的動力電池包上對其進(jìn)行SOC估算，通過仿真結(jié)果驗證了算法的有效性。第三，分析了電池包內(nèi)串聯(lián)電池單體存在不一致

4、性的原因和危害，并介紹了目前針對這一不一致性所采用一些均衡方法，在分析了不同均衡方案的優(yōu)缺點后提出了一種新的采用電容、電感作為均衡元件的均衡控制模型和策略，并完成了模型的搭建和驗證。第四，對電池管理系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計。硬件部分包括最小系統(tǒng)外圍電路設(shè)計、電源模塊設(shè)計、采集模塊設(shè)計以及通訊電路設(shè)計等。軟件部分主要論述了主程序、數(shù)據(jù)采集程序、EEPROM讀寫子程序設(shè)計、SOC估算程序設(shè)計以及通訊模塊程序設(shè)計等。
　　基于上述工作