动力电池管理单元及其SOC估算算法的研究与实现
发布时间：2021-02-26 11:32
传统的燃油汽车带来的环境污染和能源危机问题已成为当今世界各国面临的难题,而电动汽车以其清洁无污染、稳定低噪声等优点,广泛得到国内外关注。但电池的精确模型、SOC的高精度估算以及对电池的高效管理都是BMS中的重点和难点,因此,对BMS相关技术的研究有重大意义。本文以实际项目需求为主、国内外相关文献为辅,按照分散采集,集中处理的方案将BMS分成电池管理单元、数据采集单元和主动均衡单元。着重分析本文研究的电池管理单元及SOC估算算法,本论文主要完成工作如下:（1）通过分析对比常见电池模型优缺点,选择二阶RC等效电池模型,利用HPPC循环充放电试验,通过MATLAB/Curve Fitting工具对数据进行参数拟合,辨识模型参数。并在MATLAB/Simulink中建立电池模型,利用拟合数据对电池模型端电压进行仿真验证,结果表明最大误差不超过0.015V,能够准确反映电池工作特性。（2）通过分析对比常见电池SOC估算算法的优缺点,以二阶RC等效电路为模型,分别利用EKF和CDKF算法对电池模型进行估算。CDKF算法虽然解决了EKF算法中对非线性方程只精确到泰勒一阶展开以及复杂雅可比矩阵计算的问...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
HPPC实验中电流电压变化曲线
图 2-9 二阶 RC 电路 Simulink 具体模型2.4.1 电池仿真模型建立将得到的模型结合 2.3 节中参数辨识结果，并且将 HPPC 实验得到的数据，用来验证模型计算得到的电压与实际电压进行对比，验证电池模型的动态特性，如图 2-10。其中，OCV 表示的是电池开路电压，0R 表示的是电池的内阻，p 1 p 2 p1 p2R 、 R 、 C 、 C分别表示电池的极化电阻、电容。Ts 表示的是实样周期，HPPC.mat 表示实验得到的数据，batU 表示的是电池的端电压。模好坏需要通过端电压的估算精度来进行衡量，将通过几种工况来对模型端进行验证。
图 2-9 二阶 RC 电路 Simulink 具体模型.4.1 电池仿真模型建立将得到的模型结合 2.3 节中参数辨识结果，并且将 HPPC 实验得到的数据，用来验证模型计算得到的电压与实际电压进行对比，验证电池模型的动态特性，如图 2-10。其中，OCV 表示的是电池开路电压，0R 表示的是电池的内阻，p 1 p 2 p1 p2R 、 R 、 C 、 C分别表示电池的极化电阻、电容。Ts 表示的是实样周期，HPPC.mat 表示实验得到的数据，batU 表示的是电池的端电压。模好坏需要通过端电压的估算精度来进行衡量，将通过几种工况来对模型端进行验证。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车电池管理系统研究进展[J]. 唐溪浩,马骁,邱旦峰,施毅,郑有炓. 电源技术. 2018(02)
[2]电池管理系统SOC估算方法研究进展[J]. 王通,于洁,马文会,向富维,吕国强. 电源技术. 2018(02)
[3]World Energy Outlook 2017 China Special Report Released in Beijing[J]. China Oil & Gas. 2018(01)
[4]基于CAN总线的电池管理系统研究[J]. 申彩英,申丽军. 电源技术. 2017(11)
[5]基于改进PNGV模型的动力锂电池SOC精确估计[J]. 邓磊,李小谦,吴浩伟,姚川,汪晓峰. 电源技术. 2017(10)
[6]基于改进EKF算法的锂电池SOC预估研究[J]. 李世光,汪洋,王建志,高正中,李莹. 电子技术应用. 2017(09)
[7]2016中国环境状况公报发布[J]. 本刊编辑部. 中国能源. 2017(08)
[8]动力电池管理系统数据采集模块设计[J]. 党晓圆,汪纪锋,马冬梅. 电源技术. 2017(08)
[9]基于自适应无迹卡尔曼滤波的锂电池SOC估计[J]. 刘胜永,于跃,罗文广,李昊,黄俊华. 控制工程. 2017(08)
[10]LiFePO4锂离子动力电池内阻与放电倍率关系研究[J]. 罗红斌,邓林旺,冯天宇,吕纯. 储能科学与技术. 2017(04)
硕士论文
[1]动力电池组均衡充电协调控制策略研究[D]. 吕文强.吉林大学 2016
[2]电池管理系统及其数据管理单元的设计[D]. 任向武.湖南大学 2016
[3]电动汽车动力电池关键状态参数估算建模和实现[D]. 陈荣峰.武汉理工大学 2015
[4]基于中心差分卡尔曼滤波的动力电池SOC估算研究[D]. 马群.吉林大学 2014
[5]锂离子电池与超级电容复合电源及其控制系统的研究[D]. 王永琛.苏州大学 2014
[6]基于Thevenin等效电路模型的锂离子电池组SOC估算研究[D]. 谢旺.上海交通大学 2013
[7]动力电池管理系统的设计与实现[D]. 黎忠萍.武汉理工大学 2012
[8]SmartSAR SWA-基于Artop的汽车电子软件架构工具的设计与实现[D]. 汪金波.浙江大学 2012
[9]纯电动汽车电池管理系统的研究[D]. 张巍.北京交通大学 2008
本文编号：3052528
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
HPPC实验中电流电压变化曲线
图 2-9 二阶 RC 电路 Simulink 具体模型2.4.1 电池仿真模型建立将得到的模型结合 2.3 节中参数辨识结果，并且将 HPPC 实验得到的数据，用来验证模型计算得到的电压与实际电压进行对比，验证电池模型的动态特性，如图 2-10。其中，OCV 表示的是电池开路电压，0R 表示的是电池的内阻，p 1 p 2 p1 p2R 、 R 、 C 、 C分别表示电池的极化电阻、电容。Ts 表示的是实样周期，HPPC.mat 表示实验得到的数据，batU 表示的是电池的端电压。模好坏需要通过端电压的估算精度来进行衡量，将通过几种工况来对模型端进行验证。
图 2-9 二阶 RC 电路 Simulink 具体模型.4.1 电池仿真模型建立将得到的模型结合 2.3 节中参数辨识结果，并且将 HPPC 实验得到的数据，用来验证模型计算得到的电压与实际电压进行对比，验证电池模型的动态特性，如图 2-10。其中，OCV 表示的是电池开路电压，0R 表示的是电池的内阻，p 1 p 2 p1 p2R 、 R 、 C 、 C分别表示电池的极化电阻、电容。Ts 表示的是实样周期，HPPC.mat 表示实验得到的数据，batU 表示的是电池的端电压。模好坏需要通过端电压的估算精度来进行衡量，将通过几种工况来对模型端进行验证。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车电池管理系统研究进展[J]. 唐溪浩,马骁,邱旦峰,施毅,郑有炓. 电源技术. 2018(02)
[2]电池管理系统SOC估算方法研究进展[J]. 王通,于洁,马文会,向富维,吕国强. 电源技术. 2018(02)
[3]World Energy Outlook 2017 China Special Report Released in Beijing[J]. China Oil & Gas. 2018(01)
[4]基于CAN总线的电池管理系统研究[J]. 申彩英,申丽军. 电源技术. 2017(11)
[5]基于改进PNGV模型的动力锂电池SOC精确估计[J]. 邓磊,李小谦,吴浩伟,姚川,汪晓峰. 电源技术. 2017(10)
[6]基于改进EKF算法的锂电池SOC预估研究[J]. 李世光,汪洋,王建志,高正中,李莹. 电子技术应用. 2017(09)
[7]2016中国环境状况公报发布[J]. 本刊编辑部. 中国能源. 2017(08)
[8]动力电池管理系统数据采集模块设计[J]. 党晓圆,汪纪锋,马冬梅. 电源技术. 2017(08)
[9]基于自适应无迹卡尔曼滤波的锂电池SOC估计[J]. 刘胜永,于跃,罗文广,李昊,黄俊华. 控制工程. 2017(08)
[10]LiFePO4锂离子动力电池内阻与放电倍率关系研究[J]. 罗红斌,邓林旺,冯天宇,吕纯. 储能科学与技术. 2017(04)
硕士论文
[1]动力电池组均衡充电协调控制策略研究[D]. 吕文强.吉林大学 2016
[2]电池管理系统及其数据管理单元的设计[D]. 任向武.湖南大学 2016
[3]电动汽车动力电池关键状态参数估算建模和实现[D]. 陈荣峰.武汉理工大学 2015
[4]基于中心差分卡尔曼滤波的动力电池SOC估算研究[D]. 马群.吉林大学 2014
[5]锂离子电池与超级电容复合电源及其控制系统的研究[D]. 王永琛.苏州大学 2014
[6]基于Thevenin等效电路模型的锂离子电池组SOC估算研究[D]. 谢旺.上海交通大学 2013
[7]动力电池管理系统的设计与实现[D]. 黎忠萍.武汉理工大学 2012
[8]SmartSAR SWA-基于Artop的汽车电子软件架构工具的设计与实现[D]. 汪金波.浙江大学 2012
[9]纯电动汽车电池管理系统的研究[D]. 张巍.北京交通大学 2008
本文编号：3052528
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