纯电动汽车动力电池SOC估计的研究

【摘要】：纯电动汽车因为其清洁无污染的优势对环境保护以及缓解能源危机有很大的作用而成为了汽车行业发展的新趋势。电池作为电动汽车的技术和成本核心,尤为重要。而如何提高电池荷电状态SOC(State of Charge)的精度更是电池技术的发展重点。全文围绕带遗忘因子的递推最小二乘法、卡尔曼滤波法、开路电压法和安时积分法,对纯电动汽车锂离子电池的剩余电量估计进行研究,主要做了以下四个方面的工作:(1)分析了锂离子电池特性,根据常用电池等效电路模型精度不高的缺点,对Thevenin模型改进,将电压源变换成等效电容并进行建模,从而得到电路模型的状态空间模型。(2)对建立的等效电路模型进行参数识别,利用带遗忘因子的递推最小二乘法辨识出电池模型的参数。根据得到的电池模型的参数,对电池模型进行验证。(3)分析了卡尔曼滤波法对电池SOC估计的特点。对卡尔曼滤波法做出改进,结合安时积分法和开路电压法对电动车电池荷电状态估算,改进了电池等效电路模型空间表达式,通过仿真将得到的估计值与真实值做对比,结果表明,改进后的卡尔曼滤波组合SOC估计方法的精度更高。(4)选取不同于UDDS城市循环工况的NYCC城市工况的数据对车辆进行整体仿真实验,进一步证明了改进后的等效电路模型及组合卡尔曼滤波法的精确性,并在仿真中对比卡尔曼滤波与改进后的组合卡尔曼滤波两种算法的估算结果,验证了改进算法的有效性。 【关键词】：卡尔曼滤波 锂离子电池 递推最小二乘法 荷电状态
【学位授予单位】：上海电机学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM912;U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 选题的背景及意义10-11
• 1.2 电动汽车发展现状和前景11-14
• 1.2.1 国外行业现状12-13
• 1.2.2 国内行业现状13-14
• 1.3 电池管理系统14-15
• 1.4 锂离子电池SOC估算的研究现状15-18
• 1.5 论文主要内容18-20
• 第二章 锂离子电池基本特性以及等效电路模型的建立20-32
• 2.1 锂离子电池基本工作原理20-24
• 2.1.1 纯电动汽车在电池性能上的要求20-22
• 2.1.2 锂离子电池基本特性22-24
• 2.2 锂离子电池等效电路模型24-31
• 2.2.1 电池等效电路模型分类25-28
• 2.2.2 改进电池等效电路模型28-31
• 2.3 本章小结31-32
• 第三章 锂离子电池等效电路模型参数辨识32-43
• 3.1 带遗忘因子的递推最小二乘算法32-36
• 3.2 锂离子电池模型参数辨识36-40
• 3.3 锂离子电池模型验证40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 基于卡尔曼滤波法的电池SOC估算43-57
• 4.1 卡尔曼滤波SOC估算方法43-47
• 4.2 卡尔曼滤波SOC估算方法仿真验证47-51
• 4.3 基于改进卡尔曼滤波法的SOC估算方法51-53
• 4.4 基于改进卡尔曼滤波法的SOC估算方法仿真验证53-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第五章 基于ADVISOR的SOC估算仿真实验57-71
• 5.1 ADVISOR软件环境以及仿真原理介绍57-61
• 5.2 基于ADVISOR软件的纯电动汽车仿真模型的建立61-63
• 5.3 基于实际工况的SOC估算验证实验63-70
• 5.4 本章小结70-71
• 第六章 总结与展望71-73
• 6.1 总结71-72
• 6.2 展望72-73
• 参考文献73-78
• 致谢78-79
• 攻读硕士学位期间获得的研究成果79

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