新能源农产品物流车辆电池管理系统研究

发布时间：2018-02-16 01:53

  本文关键词： 农产品物流车辆 动力电池 电池管理系统 SOC估算　出处：《中国农业大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：目前我国正在倡导低碳经济及生态保护的物流发展模式,其中针对生鲜农产品运输的一项重要途径是使用新能源物流车辆进行运输。而制约新能源农产品物流车辆快速发展的一项约束条件为动力电池的管理措施存在一定的短板。针对这一现象,本文从新能源农产品物流车辆动力电池管理系统出发,对该系统的状态检测部分、状态分析部分及安全与能量管理部分做了详细的研究与大量实验,提出了针对新能源农产品物流车辆动力电池的一些有效的管理措施。本文的贡献及创新之处主要有:(1)电池状态检测部分:在主从式系统拓扑中提出了 "策略+采集"的方案。本文采用主从式系统拓扑构架,其中策略单元执行总电流采集及整体控制策略、采集单元执行动力电池信息采集模式。策略单元获取到采集单元发送的动力电池信息数据后只是针对数据进行判别及分析,再根据策略阈值、报警阈值等向采集单元发送相应的控制策略;采集单元接收到控制策略命令后再产生相应的动作及反馈。这种方案使得策略单元与采集单元各自具有独立的工作模式,使得整体系统运行效率得到了有效的提高。(2)电池状态分析部分:提出了自适应双卡尔曼滤波算法进行动力电池SOC估算。针对目前国内外研究的动力电池SOC估算算法的优缺点提出了自适应双卡尔曼滤波算法,该算法可以有效的消除其它算法存在的局限性、时滞性等。该算法是基于经典卡尔曼滤波算法提出,并根据动力电池电动势等效模型的建立与参数识别而进行的动态预估机制,对系统噪声和过程噪声进行了自适应性更新,使得动力电池SOC估算精度增高。(3)电池安全及能量管理部分:提出了三种管理模式并存的动态监测机制。针对目前研究中的安全管理机制不全的问题,本文提出了热管理、绝缘管理及均衡管理三种实时动态监测机制,消除了因为动力电池问题导致整车"趴窝"的现象。经过热管理及均衡管理措施对动力电池充放电效率、循环寿命及充放电深度有了一定的提高;经过绝缘管理措施使新能源农产品物流车辆的整车电气安全系数有了相应的提高。针对上述工作进行了多维度测试,包括动力电池组总电压、总电流、单体电池串电压、电池极柱温度、电池安全及能量管理测试。在测试过程中,动力电池的总电压、总电流、单体电池串电压均可完成获取并通过静态、动态测试进行了相应的验证,最大误差分别为0.27%、0.75%、0.0019%及3.2%均符合国标要求;在SOC估算测试中进行了模拟及实际测试,模拟测试验证了自适应双卡尔曼滤波算法的优越性,实际测试中SOC估算精度误差为2.1%,符合国标中SOC估算误差5%的要求。完成了三种管理模式的验证,其中热管理模块在达到设定相应阈值后可正常开启,绝缘检测模块在0～500V区间内误差最大值为1.7%,均衡管理模块进行了静态、动态及静置测试,符合0～50mV压差均衡区间工作。通过对系统多维度测试,认定该系统可满足新能源农产品物流车辆电池管理的要求。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U469.72

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李争;智若东;孙宏旺;张梦;赵浩祉;;基于开路电压预测的SOC估算方法[J];河北工业科技;2017年01期

2 张方峥;;基于智能平衡桥的直流系统绝缘监测[J];电子测试;2016年23期

3 韩峻峰;龙宇舟;郭毅锋;潘盛辉;杨超;;锂离子电池组充电均衡电路及其均衡策略研究[J];电源技术;2016年12期

4 孙琪霞;胡炎;;农产品低碳物流发展路径研究[J];农村经济与科技;2016年21期

5 韩玉冰;傅泽田;张小栓;王靖杰;胡金有;;基于WSN的观赏鱼养殖水质环境监测系统研究[J];农业机械学报;2016年S1期

6 宋真玉;贾长建;鲁玺;;混合动力电动汽车的设计和仿真研究[J];机械与电子;2016年09期

7 王秋霞;;锂动力电池管理系统热管理策略研究[J];机电工程技术;2016年09期

8 李学哲;张有东;封孝辉;胡兴志;;基于内阻法的矿用锂电池高精度容量检测系统研究[J];煤炭工程;2016年09期

9 郭洪祥;;基于单片机C8051F060的时钟芯片SD2405应用设计[J];电子世界;2016年08期

10 黄祯;冯国星;;中国科学院高能量密度锂电池研究进展快报[J];储能科学与技术;2016年02期

相关博士学位论文 前7条

1 王国卿;高比能量密度锰基复合材料在锂电池中的应用研究[D];浙江大学;2016年

2 张潇华;插电式混合动力汽车复合电源系统集成优化方法研究[D];北京理工大学;2015年

3 陈峭岩;电动汽车电池状态估计及均衡管理研究[D];天津大学;2014年

4 刘静;鲜食葡萄冷链运输监测方法研究[D];中国农业大学;2013年

5 李刚;线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车稳定性与节能控制研究[D];吉林大学;2013年

6 陈国迎;四轮独立线控电动汽车试验平台搭建与集成控制策略研究[D];吉林大学;2012年

7 杨国锐;中国经济发展中的碳排放波动及减碳路径研究[D];华中科技大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 任圆;电动汽车分布式电池管理系统设计[D];哈尔滨工业大学;2016年

2 于广;电动汽车动力电池管理系统研究与设计[D];山东大学;2016年

3 庞瀛洲;关于电池BMS系统SOC估测算法的研究[D];长安大学;2015年

4 张冬梅;基于改进卡尔曼滤波算法的SOC估计方法研究[D];西南交通大学;2015年

5 张少杰;里程延长式电动轿车电池管理系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

6 马群;基于中心差分卡尔曼滤波的动力电池SOC估算研究[D];吉林大学;2014年

7 潘青贵;混联式HEV轿车能量回馈特性研究[D];北京交通大学;2014年

8 刘嘉慧;我国可插电式电动汽车充电设备行业研究报告[D];西南财经大学;2014年

9 宋佐龙;电动汽车用电池管理系统的设计[D];中国海洋大学;2013年

10 许巧巧;锂离子动力电池剩余容量估计算法研究与实现[D];重庆大学;2013年

，

本文编号：1514389