纯电动汽车锂动力电池能量状态估算算法研究

发布时间：2016-12-20 19:28

  本文关键词：动力蓄电池管理系统SOC算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

《吉林大学》 2012年

纯电动汽车锂动力电池能量状态估算算法研究

王海峰  

【摘要】：纯电动汽车动力电池的电池状态是电池管理系统的重要数据，电池状态可以通过荷电状态（SOC）与能量状态（SOE）来描述。SOC反映了电池的容量状态，SOE反映了电池的能量状态。纯电动汽车上电池组与电机相连接并为电机提供能量，电池的剩余能量能表征电机的工作能力，也能反映电池的工作能力。相比容量状态，能量状态更能反映电池的放电能力。 本研究课题来源于吉林省高新电动汽车公司承担的吉林省重点科技项目“纯电动高档商务客车研制”。电池管理系统的研制是项目中一项重要技术，电池管理系统实现车载电池的数据采集、管理、保护等功能。电池能量状态的估算对电池管理系统有重要的意义，依据能量状态可以在充放电过程中保护电池组不发生过充、过放等，以能量状态为依据可实现电池组内单体的均衡与整车能量优化，同时也是预测续驶里程的重要数据。 目前国内外对电池容量状态的研究较多，对能量状态的研究较少，能量状态的定义存在差异。一般电池放电较为平稳，剩余能量的计算容易且准确，而纯电动汽车用动力电池使用工况复杂，电流、环境温度变化较大，这使得电池工作过程中电压波动较大，导致能量状态的获取难度增大。研究人员利用多种估算方法对电池容量状态进行研究，估算结果各有优缺点，选择合适的滤波算法估算电池能量状态也成为一个重点。 要实时、准确预测电池的能量状态有三个关键因素：第一，获得准确的SOE表达式；第二，建立合适的电池模型；第三，选择合适的SOE估算算法。在分析了关于电池状态估算的国内外研究现状后，本文针对SOE估算主要做如下四方面工作： 1．通过电池试验分析影响电池充放电能量、充放电内阻的因素，，分别研究环境温度，充放电倍率，健康状态与充放电能量的关系，环境温度、充放电倍率与内阻的关系。根据能量守恒定律获得SOE的计算表达式。 2．对比分析目前常用的电池模型，综合考虑模型的计算量、精度、实用范围选取合适的电池模型。以试验数据建立电池模型的数学表达式，制定不同放电工况对模型的精度与适应范围进行仿真验证。 3．以无迹卡尔曼滤波算法作为SOE估算的基本算法建立SOE估算模型，通过不同放电工况对估算结果进行验证。在UKF算法中引入Sage—Husa自适应滤波算法对参数进行了自适应调整，提高估算精度。 4．利用纯电动汽车远程监控系统平台对SOE估算进行实车验证。远程监控系统具有接收与发送电池电压、电流、温度的功能，利用组态王软件调用电池数据到Matlab环境下编译的SOE估算模型中，对实车运行过程中SOE的估算结果进行验证。 以改进的能量状态计算表达式与简化电化学组合模型为基础，利用UKF算法原理建立SOE估算模型，同时将自适应算法引入UKF算法对参数自适应调整，通过试验与实车验证可得基于AUKF算法估算SOE精度较高。

【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM912
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 周飞鲲;纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究[D];吉林大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 田军辉;纯电动客车整车控制器硬件在环测试系统开发及驱动控制策略研究[D];吉林大学;2013年

2 吴雪;纯电动轿车动力系统参数匹配方法研究[D];吉林大学;2013年

3 冯光;基于EKF的锂离子电池SOC估算的建模与仿真[D];武汉理工大学;2013年

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 吴红杰,齐铂金,郑敏信,陈波,舒伟辉;混合动力电动车电池荷电状态描述方法[J];北京航空航天大学学报;2005年02期

2 梁松;徐晓苏;黄永亮;;Sage_Husa自适应滤波算法在捷联组合导航系统中的应用[J];测试技术学报;2011年04期

3 陆勇;方杰;;电动车用MH-Ni电池SOC模型的研究[J];电池工业;2006年05期

4 谷亦杰;孙先富;李兆龙;徐小明;陈永翀;黄小文;蒋华峰;李宝玉;;10Ah LiFePO_4锂离子电池高低温性能研究[J];电池工业;2009年04期

5 冯江涛;;组态王与MATLAB的DDE通信设计[J];电力学报;2006年03期

6 朱春波;武国良;陈清泉;;基于EMF等效模型电动车镍氢电池SOC估计[J];电力电子技术;2008年10期

7 李瑞先;;组态王软件在监控系统中的应用[J];电气传动自动化;2006年05期

8 宫学庚,齐铂金,刘有兵,杨清新,路宗利;电动汽车动力电池模型和SOC估算策略[J];电源技术;2004年10期

9 卢居霄;林成涛;陈全世;韩晓东;;三类常用电动汽车电池模型的比较研究[J];电源技术;2006年07期

10 刘莎;卢世刚;庞静;;锂离子动力电池脉冲功率特性的研究[J];电源技术;2009年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 朱晨;备用电力系统中VRLA电池SOC及SOH的在线估计方法研究[D];北京交通大学;2010年

2 时艳茹;基于UKF滤波的汽车纵向和侧向速度估计算法研究[D];吉林大学;2011年

3 吴建荣;纯电动汽车远程监控系统设计及故障诊断方法研究[D];吉林大学;2011年

4 徐杰;基于卡尔曼滤波的动力电池组SOC精确估计[D];杭州电子科技大学;2009年

5 田晓辉;锂离子电池SOC预测方法应用研究[D];河南科技大学;2009年

6 赵剑;电动汽车蓄电池剩余电量预测方法的研究[D];大连理工大学;2006年

7 叶华明;复合电源混合动力汽车电池SOC的估算研究[D];吉林大学;2007年

8 黄浩;蓄电池电量技术的研究与实现[D];湖南大学;2007年

9 欧阳茜;电动大巴蓄电池智能管理系统[D];浙江大学;2007年

10 劳力;动力蓄电池管理系统SOC算法研究[D];北京交通大学;2007年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 侯幽明;陈其工;江明;;磷酸铁锂电池模型参数辨识与SOC估算[J];安徽工程大学学报;2011年02期

2 王晓红;李天野;李晓钢;;三维控制图在锂离子电池性能监测中的应用[J];北京航空航天大学学报;2010年08期

3 李成学;丁磊;;电动汽车蓄电池组管理系统及其状态检测[J];蓄电池;2009年04期

4 马文伟;郑建勇;尤鋆;张先飞;;应用Kalman滤波法估计铅酸蓄电池SOC[J];蓄电池;2010年01期

5 杨浩;;浅析制约发展纯电动汽车的几个关键问题[J];成都纺织高等专科学校学报;2011年02期

6 周姣红;李奇;覃宇夏;丁航舟;;聚偏氟已烯对LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2复合正极性能的影响[J];材料科学与工程学报;2006年05期

7 冯旭云;魏学哲;朱军;;MH/Ni电池等效电路模型的研究[J];电池;2007年04期

8 李哲;仝猛;卢兰光;欧阳明高;;动力型铅酸及LiFePO_4锂离子电池的容量特性[J];电池;2009年01期

9 李学良;郭丽彬;;纳米NiO作催化剂的扣式锂-氧电池的性能[J];电池;2010年05期

10 桂长清;;温度对LiFePO_4锂离子动力电池的影响[J];电池;2011年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 ;A New Method Based on RBFNN in SOC Estimation of HEV Battery[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年

2 桂长清;;铅酸动力电池市场前景分析[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年

3 裴锋;赵克刚;;电动汽车动力电池瞬态均衡控制策略研究[A];第十届粤港机电工程技术与应用研讨会暨梁天培教授纪念会文集[C];2008年

4 鲁玲;;MCGS与MATLAB的DDE通讯设计[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年

5 赵克刚;罗玉涛;裴锋;;基于神经网络的电池荷电状态估计方法[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年

6 司宏伟;任晖;黄建华;;北斗-SINS制导中的UPF算法研究[A];第四届中国卫星导航学术年会论文集-S9 组合导航与导航新方法[C];2013年

7 胡顺玺;;纯电动汽车电池管理系统的研究[A];2012重庆汽车工程学会年会论文集[C];2012年

8 胡顺玺;;纯电动汽车电池管理系统的研究[A];西南汽车信息：2012年上半年合刊[C];2012年

9 张友亮;夏顺礼;赵久志;徐爱琴;秦李伟;;城郊工况循环对电池性能影响分析[A];2013中国汽车工程学会年会论文集[C];2013年

10 潘成久;郭宏飞;;电动汽车电池包保温与加热的研究[A];2013中国汽车工程学会年会论文集[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 吴铁洲;HEV锂离子电池组管理关键技术研究[D];华中科技大学;2010年

2 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

3 曹雁冰;聚阴离子型铁系锂离子电池正极材料的合成及改性研究[D];中南大学;2010年

4 武国良;电动汽车用镍氢电池剩余电量估计方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

5 于海芳;混合动力汽车复合储能系统参数匹配与控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

6 黄碧斌;直流型分布式发电（储能）系统模型分析与暂态仿真[D];天津大学;2011年

7 张金龙;动力电池组SOC估算及均衡控制方法研究[D];天津大学;2012年

8 崔萍;几种复合型锂离子电池正极材料的制备及电化学性能研究[D];华中师范大学;2011年

9 韩鸿波;氟磺酰亚胺碱金属盐和离子液体：合成、表征以及在锂离子电池中的应用[D];华中科技大学;2012年

10 阮艳莉;磷酸铁锂正极材料的应用基础研究[D];天津大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 余熠;基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计[D];安徽工程大学;2010年

2 赵庆川;锂离子电池组智能管理系统研究[D];山东科技大学;2010年

3 林俊;串联动力蓄电池均衡充电技术的研究[D];浙江理工大学;2010年

4 李丽孔;加热炉炉温专家模糊策略的研究[D];河北工程大学;2010年

5 徐睿;锂离子电池劣化程度与阻抗模型相关性研究[D];哈尔滨理工大学;2010年

6 陈超;锂离子动力电池测试系统的设计与应用[D];浙江大学;2011年

7 周家乐;基于ZigBee技术的电动汽车锂电池组管理系统的设计[D];东华大学;2011年

8 杜思远;光伏照明系统中智能照明策略研究和工程应用[D];西安电子科技大学;2011年

9 刘磊;基于U-模型的非线性动态系统自适应控制方法研究及应用[D];河北科技大学;2011年

10 王璐;电动汽车锂电池剩余电量估计方法的研究[D];北京交通大学;2011年

【同被引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李长文,张宏波,赵长禄,张付军,黄英,孙业保;ECU硬件在环柴油机控制仿真平台研究[J];北京理工大学学报;2004年05期

2 林程;陈国强;孟祥;孙逢春;;电动大客车传动系统控制技术研究[J];北京理工大学学报;2007年01期

3 杨华;孙振东;刘玉光;;纯电动汽车关键技术研究[J];北京汽车;2007年06期

4 王宇宁 ,姚磊 ,王艳丽;国外电动汽车的发展战略[J];汽车工业研究;2005年09期

5 荆新超;敖国强;朱建新;杨林;卓斌;;混合动力汽车动力总成硬件在环仿真系统开发[J];车用发动机;2006年06期

6 张鑫;马兹林;冒晓建;唐航波;王俊席;卓斌;;混合动力车用蓄电池管理系统设计与研究[J];车用发动机;2010年06期

7 郑敏信;齐铂金;吴红杰;;锂离子动力电池组充放电动态特性建模[J];电池;2008年03期

8 桂长清;;温度对LiFePO_4锂离子动力电池的影响[J];电池;2011年02期

9 郭丰;;锂离子电池管理技术研究[J];电子工业专用设备;2007年11期

10 郭伟;张承宁;;车用永磁同步电机的铁耗与瞬态温升分析[J];电机与控制学报;2009年01期

中国博士学位论文全文数据库 前8条

1 田毅;电动汽车运行状态识别及HEV控制策略研究[D];北京交通大学;2010年

2 汪贵平;纯电动汽车驱动与制动能量回收控制策略研究[D];长安大学;2009年

3 车晓镭;汽车动力总成电控单元硬件在环测试系统研究[D];吉林大学;2011年

4 徐衍亮;电动汽车用永磁同步电动机及其驱动系统研究[D];沈阳工业大学;2001年

5 万仁君;电动汽车分布式控制系统的总线调度与整车控制策略的研究[D];天津大学;2004年

6 张毅;纯电动轿车动力总成控制系统的研究[D];上海交通大学;2007年

7 王伟;车用永磁同步电机的参数匹配、协调控制与性能评价研究[D];吉林大学;2010年

8 顾强;两档双离合器自动变速器的纯电动汽车传动系统协调控制技术研究[D];吉林大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 郭温文;纯电动客车整车控制系统设计及控制策略研究[D];吉林大学;2011年

2 付永恒;基于路况信息的混合动力汽车控制策略研究[D];北京交通大学;2011年

3 王方;微型纯电动汽车动力性能参数匹配及仿真研究[D];合肥工业大学;2011年

4 史骏;纯电动汽车驱动控制系统研究[D];长安大学;2011年

5 华梦新;纯电动车整车控制策略的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

6 张新磊;电动汽车总体设计及性能仿真优化[D];哈尔滨工业大学;2010年

7 徐琳俊;数字图像分割算法研究[D];江苏科技大学;2011年

8 林国发;纯电动汽车锂电池组温度场研究及散热结构优化[D];重庆大学;2011年

9 陈勇军;磷酸铁锂电池建模及SOC算法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

10 罗苏华;电动车用PMSM驱动系统研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 何洪文,祝嘉光,李剑;混合动力电动汽车技术发展与现状[J];车辆与动力技术;2004年02期

2 魏跃远,林逸,林程,王震坡,何洪文;车用锂离子电池充放电性能及应用研究[J];车辆与动力技术;2005年02期

3 吴红杰;齐铂金;郑敏信;刘永喆;;基于Kalman滤波的镍氢动力电池SOC估算方法[J];北京航空航天大学学报;2007年08期

4 王震坡;孙逢春;林程;;不一致性对动力电池组使用寿命影响的分析[J];北京理工大学学报;2006年07期

5 孙逢春，张承宁，郭海涛;电动汽车电池管理系统和剩余容量计研究[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);1998年02期

6 闫智刚,胡信国,戴常松,王金玉;电动车用阀控铅酸蓄电池技术的进展[J];蓄电池;1999年03期

7 于同双;铅酸蓄电池行业现状分析及对策[J];蓄电池;1999年04期

8 陈红雨,吴玲,任超;从欧洲蓄电池会议看国外铅酸蓄电池的研究动态[J];蓄电池;2000年04期

9 欧阳名三,余世杰;VRLA蓄电池容量预测技术的现状及发展[J];蓄电池;2004年02期

10 石庆升,张承慧;基于水平铅布电池的模块化电池管理系统的设计和研究[J];蓄电池;2005年01期

中国博士学位论文全文数据库 前8条

1 张方华;双向DC-DC变换器的研究[D];南京航空航天大学;2005年

2 张军明;中功率DC/DC变流器模块标准化若干关键问题研究[D];浙江大学;2005年

3 郑贵省;GPS/DR车载组合定位系统数据融合算法研究[D];天津大学;2005年

4 贺本林;锂离子电池的新研究[D];兰州大学;2007年

5 蒋新华;锂离子电池组管理系统研究[D];中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）;2007年

6 刘巍;轻型汽车转向稳定性控制算法及硬件在环试验台研究[D];吉林大学;2007年

7 陈晗;新型锂离子电池正极材料LiFePO_4的合成及改性研究[D];湖南大学;2007年

8 胡拥军;锂离子电池用聚合物电解质的制备及性能研究[D];中南大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 关桂霞;车载Gps/DR组合导航系统研究[D];华北工学院;2001年

2 罗光毅;蓄电池智能管理系统[D];浙江大学;2003年

3 王贵明;电动车动力蓄电池实验建模研究[D];北方工业大学;2003年

4 赵兴福;电动汽车蓄电池的建模与仿真研究[D];武汉理工大学;2004年

5 李忠阳;锂离子电池用凝胶聚合物电解质的研究与开发[D];浙江大学;2004年

6 潘靖;锂电池智能管理系统[D];浙江大学;2004年

7 李久芳;电动汽车镍氢电池剩余容量的测试研究[D];武汉理工大学;2004年

8 刘倩;镍氢电池管理系统及其SOC预测方法研究[D];武汉理工大学;2004年

9 常立民;基于专家系统的汽轮机状态监测与故障智能诊断系统[D];重庆大学;2004年

10 张富兴;城市车辆行驶工况的研究[D];武汉理工大学;2005年

《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 大众知识服务
京ICP证040441号
互联网出版许可证 新出网证（京）字008号
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号

订购热线：400-819-9993 010-62982499
服务热线：010-62985026 010-62791813
在线咨询：
传真：010-62780361
京公网安备11010802020475号

  本文关键词：动力蓄电池管理系统SOC算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：221424