基于远程监控系统的纯电动汽车锂离子电池SOC估算算法研究

【摘要】：随着电动汽车的发展，车用动力电池作为影响整车性能的关键部件之一受到企业的重视。锂离子电池由于比能量和比功率较高，而被广泛应用在纯电动汽车中，电池剩余电量的估算已成为电池管理系统的重要部分。目前，电池的剩余电量用电池荷电状态SOC(State of Charge)表示。 本课题来源于吉林省高新电动汽车有限公司项目“纯电动客车远程监控系统开发及电池故障诊断技术研究”，为了满足国家法规对江南网页版登录入口官网下载 的要求，保证纯电动汽车安全可靠的运行，需要对电池的荷电状态SOC进行精确估算与显示，吉林大学承担电池荷电状态估算与远程监控系统开发工作。本文以公司生产的CCQ6750EV1纯电动公交客车的车载电池（中航锂电180Ah磷酸铁锂电池）为研究对象，进行电池荷电状态（SOC）的估算研究。 现有的纯电动公交客车的电池管理系统采用安时积分法估算SOC。通过实车工况发现，现有的估算方法在SOC估算精度上存在较大的误差。本文对电池荷电状态的估算进行研究，选取合适的算法来提高电池荷电状态的估算精度，并搭建远程监控系统实现电池SOC的远程监控与显示。 本文的主要研究内容为： 1.选取中航锂电180Ah磷酸铁锂电池为研究对象，对锂离子电池进行容量特性试验；分析温度和放电倍率对电池额定容量的影响，得到额定容量的影响因子；对安时积分法的SOC表达式修正，得到新的SOC表达式。 2.综合分析各种电池模型，选取PNGV模型作为电池估算模型，建立PNGV的Simulink模型；进行不同温度下的HPPC脉冲试验；利用多元线性回归原理对模型参数识别，获得各参数与温度、SOC的关系；搭建电池仿真模型，采用不同工况对模型精度验证。 3.将自适应算法加入到EKF算法中，建立基于AEKF算法的SOC状态空间方程，利用MATLAB编写SOC估算程序；采用不同工况来验证AEKF算法估算SOC的精度及算法收敛性。 4.搭建纯电动汽车远程监控系统，实现电池信息的远程监控与显示。基于组态王软件搭建监控中心界面，在MATLAB环境下编译基于AEKF算法的SOC估算程序；通过DDE技术实现组态王与MATLAB的数据通讯，实现电池SOC的远程监控。 【关键词】：电池的荷电状态 电池模型 自适应算法 EKF算法 远程监控系统
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 课题来源与意义10
• 1.2 研究现状10-21
• 1.2.1 动力电池的发展及应用现状10-13
• 1.2.2 SOC 估算方法的研究现状13-18
• 1.2.3 电池模型的研究现状18-21
• 1.3 论文的主要内容21-24
• 第2章 锂离子电池特性分析24-36
• 2.1 锂离子电池结构及工作原理24-25
• 2.2 锂离子电池充放电特性分析25-28
• 2.2.1 电池充放电试验平台25-27
• 2.2.2 电池充放电特性分析27-28
• 2.3 荷电状态 SOC 的定义28-30
• 2.4 容量的影响因素30-35
• 2.4.1 放电倍率因素30-32
• 2.4.2 温度因素32-35
• 2.4.3 循环寿命因素35
• 2.4.4 自放电因素35
• 2.5 本章小结35-36
• 第3章 锂离子电池模型分析36-52
• 3.1 锂离子电池模型的选取36-37
• 3.2 电池模型参数识别37-47
• 3.2.1 模型参数识别试验38-40
• 3.2.2 开路电压的获取40-42
• 3.2.3 电池其他参数的识别42-47
• 3.3 电池模型的仿真及试验验证47-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第4章 基于 AEKF 算法的锂电池 SOC 估算52-64
• 4.1 EKF 算法的滤波过程52-55
• 4.2 基于 AEKF 算法估算 SOC55-59
• 4.2.1 自适应原理55-56
• 4.2.2 SOC 估算的状态空间方程56-58
• 4.2.3 基于 AEKF 算法的 SOC 递推计算58-59
• 4.3 估算结果的试验验证59-62
• 4.4 本章小结62-64
• 第5章 基于远程监控系统实现 SOC 远程监控64-76
• 5.1 远程监控系统整体架构64-67
• 5.2 基于 DDE 技术实现电池 SOC 的远程估算67-73
• 5.2.1 组态王与 MATLAB 的 DDE 通讯68-69
• 5.2.2 基于 DDE 技术的 SOC 估算69-71
• 5.2.3 电池 SOC 远程估算与显示71-73
• 5.3 SOC 估算结果的实车验证73-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第6章 全文总结与展望76-78
• 6.1 全文总结76-77
• 6.2 工作展望77-78
• 参考文献78-82
• 作者简介82-84
• 致谢84

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于模糊神经网络的电池剩余电量计算模型    李革臣;江海;王海英;

变电流下的电池荷电状态定义方法探讨    麻友良,陈全世,朱元

电动车电池现状与发展趋势    孟良荣;王金良;

10Ah LiFePO_4锂离子电池高低温性能研究    谷亦杰;孙先富;李兆龙;徐小明;陈永翀;黄小文;蒋华峰;李宝玉;

组态王与MATLAB的DDE通信设计    冯江涛;

电动汽车动力电池模型及SOC预测方法    邵海岳,钟志华,何莉萍,钟勇,陈宗璋

三类常用电动汽车电池模型的比较研究    卢居霄;林成涛;陈全世;韩晓东;

基于支持向量回归的电池SOC估计方法研究    裴晟;陈全世;林成涛;

锂二次电池的高温循环性能及其容量损失    李连兴;唐新村;罗卓;曾智文;肖元化;陈静波;

江南网页版登录入口官网下载 SOC估算的模糊预测算法研究    张利;王为;陈泽坚;刘征宇;

无轨电车用锂离子电池管理系统的研究    温家鹏;姜久春;张维戈;文锋;

基于电路暂态分析的功率型动力电池建模    王占国;金新民;孙丙香;龚敏明;曹雪铭;

一种可在线实现的对象辨识新方法    甄新平;李全善;姜景杰;潘立登;闻光辉;

渐进辨识法的改进及在化工过程中的应用    靳其兵;钟洋;赵大力;

不一致性对动力电池组使用寿命影响的分析    王震坡;孙逢春;林程;

锂离子电池荷电状态预测方法研究    李司光;张承宁;

应用Kalman滤波法估计铅酸蓄电池SOC    马文伟;郑建勇;尤鋆;张先飞;

锂离子电池安全性设计    欧方明;

镍氢电池剩余容量检测系统的研究    陈鸿雁;李山;王培容;

混合动力汽车电池管理系统    冉振亚;王江平;陈永红;王勇;司向云;

动力电池SOC预估方法研究进展    杜涛;李爱魁;马军;刘飞;

A New Method based on RBFNN in SOC Estimation of HEV Battery    

LabVIEW在快速反射镜传递函数辨识中的应用    董斌;王省书;赵英伟;

电动汽车剩余行驶里程估计与仿真方法的研究    张生文;刘志远;刘海峰;

可充电电池剩余电量检测可行性方案研究    刘海成;徐利民;

基于阶跃响应和开闭环转换的三步法辨识    李大字;曾繁友;靳其兵;谭天伟;

一种新的多变量系统分散PID参数设计方法    靳其兵;叶景明;

一类非自衡对象的改进自适应内模控制    靳其兵;王宇辉;

系统辨识在航空领域的应用及思考    张鸿元;

基于神经网络的电池荷电状态估计方法    赵克刚;罗玉涛;裴锋;

HEV锂离子电池组管理关键技术研究    吴铁洲

基于FlexRay总线的线控转向系统双电机控制方法研究    何磊

数控机床双轴同步控制技术研究    何王勇

电源管理系统设计及参数估计策略研究    刘新天

综合利用钛铁矿制备锂离子电池正极材料LiFePO_4和负极材料Li_4Ti_5O_（12）的研究    伍凌

电动汽车用镍氢电池剩余电量估计方法研究    武国良

永磁同步电机非线性及谐波参数的闭环辨识系统研究    石晶合

直升机飞行力学模型辨识研究    孙涛

动力电池组SOC估算及均衡控制方法研究    张金龙

内模控制方法在复杂系统中的研究与应用    权玲

基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计    余熠

锂离子电池组智能管理系统研究    赵庆川

锂离子动力电池管理系统的研究与实现    黎继刚

聚合反应釜内温度建模与在线校正策略的研究    于兴高

电动车用三相无刷直流电机控制系统    李广志

连续系统模型参数直接辨识调制函数法中若干技术问题研究    韩艳艳

自治水下机器人动力学建模及参数辨识研究    袁伟杰

纯电动汽车电池管理系统的设计与实现    吴建平

基于组态技术的传感器实验远程教学系统设计与研究    黄专

锂离子动力电池测试系统的设计与应用    陈超

基于VB和MapX组件的地面电子航图显示系统    冯新;夏靖波;

混合电动车及其电池    陈立泉

判断电动车电池放电终止状态的新标准    韩晓东,傅春江,杜宇,陈全世

电动汽车SOC估计方法原理与应用    林成涛,王军平,陈全世

再谈废电池的污染及防治    王金良,王琪

混合电动车电池的开发及展望    毕道治

电动自行车的发展及其动力电池的选择    徐保伯,刘务华,刘怡,阳朝辉

电动车用高功率二次电池研究进展    吴锋,李丽

关于“电动自行车和电池”的几点思考    王金良,孟良荣

新型36/42V汽车系统高功率电池    张胜永,罗锡均

基于GPRS和Internet的分布式数据监测系统    宋国振

基于GPRS技术的远程数据传输系统的研究    燕丽红

模糊预测控制算法研究与应用    李葵芳

基于CORBA技术的远程监控的实现    曾育星,邹华军,孙健

风电场过程数据采集与监控系统的开发    王松,姚兴佳,李春影

电梯远程监控系统中快速响应系统研究    刘荣丰,朱昌明,毕晓亮,余兴智

基于Web的油田远程监控系统    黎洪生,周登科

杜绝机车运行中的故障    William C. Vancuono ,吴雅丽

基于Internet的远程监控在电力系统中的应用研究    倪丽娜,张金泉,蒋昌俊

光伏系统的远程监控技术与实现    舒杰,彭宏,沈辉,邓幼俊

基于电力专网实现远程仪表的多业务接入    唐求,王炼红,李凌云

“世纪星”组态监控软件在低速升降装置中的应用研究    张彦民,侯守全,张立汉,纪晶,程海鹰

利用远程技术加强信息系统设备的运行管理    谢祎;彭冀兵;王凯彤;

基于WEB方式下的DST视频终端中远程监控技术的实现    李永利;

无线网络环境下的远程监控体系研究初探    杨前进;韩新民;

基于Web的工艺参数远程监控系统设计    许江淳;

远程监控的Java实现    刘一童;

一种基于SCADA的远程监控多机器人协作系统设计    孙凤池;殷爱茹;

基于Ethernet网络的工业机器人远程监控方法    陈勇;孟正大;戴先中;郝立;吴刚;王玲;

用工业以太网实现空压站之间的互相远程监控    董斌;

利用多用户通信卡实现过程控制系统远程监控    张雯;应启戛;杨希明;张燕;

基于zigbee技术的核数据传输    崔妍;陈伟;方方;

水文自动监测系统    林敏;甘露;蔡淮;

江西二建用远程监控工地效果显著    孟朝阳

永荣矿业远程监控有效遏制瓦斯事故    徐洪

二十四小时无盲点远程监控    本报记者 邹渠　曾小清

打造数字化工地 实现建设工程远程监控    厦门市建设与管理局 厦门市建设工程质量安全监督站 夏南

全部置于警方远程监控 北京金融11年盗抢不成    记者 李松　黄洁 实习生 陈磊

江阴海洋公司成功研发远程监控及故障诊断系统    记者 张远平

我省实现远程监控    郑弋 许国洪

“电子哨兵”上岗 保障口岸平安    本报记者　饶慧敏　通讯员　廖静芬

远程监控质量好    

远程监控：让工程质量尽在掌握中    李兆汝通讯员 顾颖

机动车安全性能测控系统关键技术研究    赵敏

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

电力系统远程监控的若干问题研究    余臻

复杂系统远程智能故障诊断技术研究    彭强

智能移动式水果采摘机器人系统的研究    顾宝兴

面向网络化制造的智能监控技术研究    熊瑞平

东北地区玉米和水稻低温冷害诊断指标与远程决策管理系统研究    宋广树

用于电机群远程监控的电力线通信关键技术研究    卢文冰

基于Internet 的远程监控    柳虹

机器人远程监控实验室系统的研制    周理

基于Web的倒立摆远程监控系统研究    林光云

多重监控代理服务器研究及实现    高勇钢

基于WebGIS与移动通讯技术的远程监控系统研究    罗智勇

基于现场总线的智能远程监控供水系统的研究    刘伟洲

BP神经网络在远洋船舶远程监控中的应用研究    宋新刚

基于Internet的通讯动力及环境的远程监控系统的研究与开发    王建峰

路灯远程监控诊断系统的研究开发    王飞

基于PLC的远程监控及故障诊断    宋莉