基于气液动力学模型的锂离子电池SOC估算研究
发布时间：2021-02-15 11:47
精确的电池管理系统（BMS）具有延长电池使用寿命、降低电池全生命周期使用成本、提高电池安全性等功能。精准的荷电状态（SOC）是衡量电池健康状态（SOH）、功率状态（SOP）、充/放电控制、能量分配以及电量均衡等的重要依据,与电池剩余电量及做功能力密切相关。由于在行车过程中无法通过传感器直接测量电池荷电状态,因此,SOC在线估算技术被认为是电池管理系统研究与设计的核心,也是难点之一,建立精确的电池模型是解决该难题的关键。本文基于气液物理原型建立了一种全新的气液动力学电池模型,并依据模型的状态方程推导SOC估算迭代公式,设计SOC估算算法。选择方形三元锂离子电池作为研究对象,搭建电池测试平台并对电池进行混合动力脉冲能力特性（HPPC）、倍率、老化及三种工况（DST、GB/T 31484纯电动乘用车主放电工况、NEDC）测试以获得研究与改进模型的数据。具体研究内容概括如下:（1）建立气液物理原型参数与电池外特性参数之间的对应关系:阐明气液物理原型与电池同为储能系统的建模思想,描述气液物理原型组成结构、工作原理。（2）构建气液动力学模型:分析气液动力学模型三种状态,即工作前的稳态、充入或放出气...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
世界部分国家禁售燃油车年份Fig.1.2Thetimetobanthesaleoffuelcarsinsomecountries我国发展传统汽车产业起步较晚，近年来，虽然国内自主品牌汽车已占据一
图 1.3 我国动力电池企业分布Fig. 1.3 The distribution of power battery enterprises in China但是，国内发生的电动汽车起火事故也居世界首位。据报道，在 2017 年年国内外共发生 9 起电动汽车起火事件，其中，国内涉及起火事件达到 8 起然电池在装车之前需要全部通过国家强制安全测试法规，但是电动汽车着火时有发生，因为车辆起火是复杂的综合因素导致的[1,2]。单体电池提供的电压和电流非常有限，无法直接满足电动汽车实际使用
图 1.4 等效电路模型Fig. 1.4 Equivalent circuit model电池 SOC 估算方法研究现状前，电池 SOC 估算方法很多，主要有以下两类：（1）基于电池物如比重法、密度法、放电实验法、电流积分法、开路电压法等；（2算模型及系统辨识的方法如各种卡尔曼滤波算法、神经网络算法、、支持向量机和观测器等算法，以下分别介绍几种常用的 SOC 估算1）比重法与密度法。比重法与密度法估算电池电量的原理相同，酸蓄电池。在铅酸电池中电解液（稀硫酸）的密度随着放电深度的，反之则升高。电池剩余电量与电解液密度具有一定的线性关系，（1.5）所示。该方法具有估算成本低、快速、精度高的特点。但应用于开口式铅酸电池，无法应用于结构及反应原理与铅酸电池不池。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高镍三元锂离子电池高温存储性能衰退机理[J]. 王嗣慧,徐中领,杜锐,孟焕平,刘永,柳娜,梁成都. 储能科学与技术. 2017(04)
[2]电动汽车锂离子电池管理系统的关键技术[J]. 卢兰光,李建秋,华剑锋,欧阳明高. 科技导报. 2016(06)
[3]某电动车用三元材料锂离子电池低温性能研究[J]. 秦李伟,徐爱琴,梁荣荣,吴飞驰,赵久志,夏顺礼. 汽车科技. 2015(02)
[4]工作温度对磷酸铁锂电池SOC影响及研究进展[J]. 罗玲,宋文吉,林仕立,吕杰,陈永珍,冯自平. 新能源进展. 2015(01)
[5]基于二维参数辨识的蓄电池SOC估计[J]. 张金龙,漆汉宏. 电工电能新技术. 2014(09)
[6]基于单片机的纯电动汽车电池管理系统设计[J]. 辛喆,葛元月,薄伟,张云龙,李亚平,杨建为. 农业工程学报. 2014(12)
[7]锂离子电池参数辨识与SOC估算研究[J]. 朱浩,刘云峰,赵策. 湖南大学学报(自然科学版). 2014(03)
[8]蓄电池SOC估算方法综述[J]. 季迎旭,杜海江,孙航. 电测与仪表. 2014(04)
[9]电动汽车电池管理系统研究进展[J]. 夏正鹏,汪兴兴,倪红军,袁银男,廖萍. 电源技术. 2012(07)
[10]锂离子电池SOC与模型参数联合估算研究[J]. 张利,朱雅俊,刘征宇. 电子测量与仪器学报. 2012(04)
本文编号：3034789
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
世界部分国家禁售燃油车年份Fig.1.2Thetimetobanthesaleoffuelcarsinsomecountries我国发展传统汽车产业起步较晚，近年来，虽然国内自主品牌汽车已占据一
图 1.3 我国动力电池企业分布Fig. 1.3 The distribution of power battery enterprises in China但是，国内发生的电动汽车起火事故也居世界首位。据报道，在 2017 年年国内外共发生 9 起电动汽车起火事件，其中，国内涉及起火事件达到 8 起然电池在装车之前需要全部通过国家强制安全测试法规，但是电动汽车着火时有发生，因为车辆起火是复杂的综合因素导致的[1,2]。单体电池提供的电压和电流非常有限，无法直接满足电动汽车实际使用
图 1.4 等效电路模型Fig. 1.4 Equivalent circuit model电池 SOC 估算方法研究现状前，电池 SOC 估算方法很多，主要有以下两类：（1）基于电池物如比重法、密度法、放电实验法、电流积分法、开路电压法等；（2算模型及系统辨识的方法如各种卡尔曼滤波算法、神经网络算法、、支持向量机和观测器等算法，以下分别介绍几种常用的 SOC 估算1）比重法与密度法。比重法与密度法估算电池电量的原理相同，酸蓄电池。在铅酸电池中电解液（稀硫酸）的密度随着放电深度的，反之则升高。电池剩余电量与电解液密度具有一定的线性关系，（1.5）所示。该方法具有估算成本低、快速、精度高的特点。但应用于开口式铅酸电池，无法应用于结构及反应原理与铅酸电池不池。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高镍三元锂离子电池高温存储性能衰退机理[J]. 王嗣慧,徐中领,杜锐,孟焕平,刘永,柳娜,梁成都. 储能科学与技术. 2017(04)
[2]电动汽车锂离子电池管理系统的关键技术[J]. 卢兰光,李建秋,华剑锋,欧阳明高. 科技导报. 2016(06)
[3]某电动车用三元材料锂离子电池低温性能研究[J]. 秦李伟,徐爱琴,梁荣荣,吴飞驰,赵久志,夏顺礼. 汽车科技. 2015(02)
[4]工作温度对磷酸铁锂电池SOC影响及研究进展[J]. 罗玲,宋文吉,林仕立,吕杰,陈永珍,冯自平. 新能源进展. 2015(01)
[5]基于二维参数辨识的蓄电池SOC估计[J]. 张金龙,漆汉宏. 电工电能新技术. 2014(09)
[6]基于单片机的纯电动汽车电池管理系统设计[J]. 辛喆,葛元月,薄伟,张云龙,李亚平,杨建为. 农业工程学报. 2014(12)
[7]锂离子电池参数辨识与SOC估算研究[J]. 朱浩,刘云峰,赵策. 湖南大学学报(自然科学版). 2014(03)
[8]蓄电池SOC估算方法综述[J]. 季迎旭,杜海江,孙航. 电测与仪表. 2014(04)
[9]电动汽车电池管理系统研究进展[J]. 夏正鹏,汪兴兴,倪红军,袁银男,廖萍. 电源技术. 2012(07)
[10]锂离子电池SOC与模型参数联合估算研究[J]. 张利,朱雅俊,刘征宇. 电子测量与仪器学报. 2012(04)
本文编号：3034789
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3034789.html
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