电动汽车锂离子电池等效电路模型的参数辨识研究

发布时间：2017-07-17 09:25

  本文关键词：电动汽车锂离子电池等效电路模型的参数辨识研究

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【摘要】：锂离子电池技术已成为影响电动汽车发展及其市场效益的重要因素，主要存在电池状态估计的难题，解决该难题的关键在于建立精确的电池模型。 首先，本文总结了电池模型辨识方法，以及模型建立的问题，将等效电路表征锂离子电池模型，确定了一阶RC模型及二阶RC模型为本次课题模型结构。 其次，确定了以18650锂离子电池为试验对象的电池试验方案，实验室条件下同时对12个串联电池单体进行性能试验。定义并分析比较了各单体能量利用率和容量利用率、过充率和过放率。 再次，运用RLS方法递推估计一阶RC模型和二阶RC模型参数。结果比较表明，二阶RC模型比一阶RC模型具有更好的电池端电压逼近精度。同时，提出一种在线的多阶段算法---多阶段RLS方法，用此估算多阶RC模型结构的参数值，根据低阶RC模型参数值辨识高阶RC模型参数值。将此方法与RLS方法对比分析证明了MSRLS方法具有更好的实时性，并且具有与RLS方法相近的电池端电压逼近精度。 再者，本文运用L-M非线性最小二乘法实现了一阶RC和二阶RC模型参数辨识，，基于恒流工况、阶梯脉冲工况、DST工况试验及仿真证明了L-M方法确定的模型精度高于RLS法。 最后，总结了多阶RC模型的参数辨识研究，并对后续工作进行了展望。
【关键词】：电动汽车 锂离子电池 等效电路模型 参数辨识 最小二乘法
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景9-12
• 1.1.1 电动汽车9-11
• 1.1.2 动力电池11-12
• 1.2 电池模型研究12-16
• 1.2.1 电池模型研究意义12-13
• 1.2.2 电池模型分类13-14
• 1.2.3 电池模型研究国内外现状14-15
• 1.2.4 电池模型现存问题15-16
• 1.3 论文研究内容及方案16-17
• 第2章 锂离子电池试验及其特性的分析17-34
• 2.1 锂离子电池简述17-20
• 2.1.1 锂离子电池结构17-18
• 2.1.2 锂离子电池工作原理18-19
• 2.1.3 锂离子电池老化因素19-20
• 2.2 电池试验方法20-26
• 2.2.1 电池试验方法标准20-22
• 2.2.2 具体试验方法22-24
• 2.2.3 试验平台24-26
• 2.3 电池数据分析26-33
• 2.3.1 数据分析方法26-29
• 2.3.2 电池单体性能分析29-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第3章 递推最小二乘法辨识及验证34-58
• 3.1 RLS 辨识分析34-39
• 3.1.1 RC 等效电路模型34-36
• 3.1.2 一阶 RC 离散模型36-37
• 3.1.3 二阶 RC 离散模型37-39
• 3.2 RLS 法参数辨识39-47
• 3.2.1 一阶 RC 模型参数辨识39-44
• 3.2.2 二阶 RC 模型参数辨识44-47
• 3.3 RLS 法电池模型验证47-52
• 3.3.1 阶梯脉冲工况验证47-50
• 3.3.2 DST 工况验证50-52
• 3.4 多阶段 RLS 法52-56
• 3.4.1 MSRLS 二阶 RC 离散模型52-53
• 3.4.2 阶梯脉冲工况验证53-54
• 3.4.3 DST 工况验证54-56
• 3.4.4 恒流工况验证56
• 3.5 本章小结56-58
• 第4章 L-M 法辨识模型及验证58-81
• 4.1 L-M 辨识分析58-64
• 4.1.1 等效电路模型58-59
• 4.1.2 欧姆内阻辨识59-60
• 4.1.3 一阶 RC 模型60-62
• 4.1.4 二阶 RC 模型62-64
• 4.2 L-M 法参数辨识64-73
• 4.2.1 一阶 RC 模型参数辨识65-69
• 4.2.2 二阶 RC 模型参数辨识69-73
• 4.3 电池模型验证73-78
• 4.3.1 阶梯脉冲工况验证73-75
• 4.3.2 DST 工况验证75-77
• 4.3.3 工况验证总结77-78
• 4.4 本章小结78-81
• 结论81-83
• 参考文献83-87
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单87-88
• 致谢88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 戴海峰;魏学哲;孙泽昌;;基于等效电路的内阻自适应锂离子电池模型[J];同济大学学报(自然科学版);2010年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘新天;电源管理系统设计及参数估计策略研究[D];中国科学技术大学;2011年

本文编号：552963