鋰電池荷電狀態(tài)估算研究及其管理系統(tǒng)設計.pdf

1、電池管理系統(tǒng)（BMS）是電動汽車的重要組成部分，它通過對電池的實時管理不僅可以提高電池的使用效率還能夠保證電池使用的安全性。準確估算電池荷電狀態(tài)（SOC）是 BMS核心技術之一，高精度的 SOC估算不僅有利于提高電池的使用壽命還能夠提高能源利用效率，減小運行成本。
　　在鋰離子電池工作原理的基礎上，分析了電池各種模型的優(yōu)缺點及適用范圍，選擇二階 RC等效電路模型模擬電池的外在特性。采用離線參數辨識方法，調用Matlab擬合函數，完

2、成電池模型的參數辨識。通過仿真實驗驗證構建的二階RC等效電路模型可以較好的模擬電池外在特性。
　　闡述了線性卡爾曼濾波的工作原理及估算 SOC時的整個遞推算法。擴展卡爾曼濾波（EKF）通過將電池模型的非線性部分進行一階泰勒式展開來完成線性化處理以適用線性卡爾曼濾波算法。在電池模型狀態(tài)空間方程的基礎上設計滑模觀滑器估算SOC值。首先根據時變系統(tǒng)能觀測性矩陣的秩判定系統(tǒng)的狀態(tài)變量是能觀的，然后根據李雅普諾夫判定系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法完成了滑

3、模觀測器的反饋增益參數和滑模增益參數的設計。最后在Matlab/Simulink環(huán)境下通過仿真實驗驗證 EKF法和滑模觀測器法在估算SOC時的估算效果和誤差。實驗表明滑模觀測器法具有更高的估算精度。
　　完成了BMS的硬件電路設計和軟件程序設計。BMS按照分布式模塊化的思想分為電池組控制單元（BCU）和本地控制單元（LECU）。BCU主要功能是接收處理來自 LECU模塊的信息，并負責與 LECU和外部單元通信。BCU的功能模塊有電