电动汽车动力电池管理系统SOC估计的研究

发布时间：2017-02-12 18:00

  本文关键词：电动汽车动力电池管理系统SOC估计的研究，由笔耕文化传播整理发布。

《燕山大学》 2015年

电动汽车动力电池管理系统SOC估计的研究

杨伟  

【摘要】：近年来,随着世界经济的蓬勃发展,电动汽车已成为汽车行业新兴的研究对象。加之全球能源危机和环境问题,电动汽车的发展规模和影响力正在逐渐赶超传统燃油汽车。磷酸铁锂动力电池作为现在主流的电动汽车配给电源,其优点毋庸置疑。其中安全可靠的电池管理系统是关键,它的主要功能是对车载动力电池进行监控并对荷电状态(State Of Charge,SOC)进行估计。这样不仅可以科学管理电池的工作状态,延长电池的使用寿命,而且还能提供准确的电池状态的基本信息,驾驶员可以依据此信息合理规划行程和充电时间。所以,建立可靠的电池管系统和准确的SOC估计算法对进一步提高电动汽车的整车性能有着至关重要的意义。本文以磷酸铁锂动力电池作为主要研究对象,依据其电池结构图,详细地介绍了其工作原理和特性。并在电池充放电实验的基础上,建立了戴维南电池等效电路模型,对其动态参数进行辨识,最后以脉冲放电方式验证了电池模型的准确性。对电池SOC估计算法进行了研究,介绍几种传统估计算法的工作原理和优缺点,详细地分析了拓展卡尔曼滤波法(Extend Kalman Filtering,EKF)的工作性能并应用于电池SOC估计中。在此基础上,为进一步减小EKF算法的估计误差,本文引进BP(Back-Propagation)人工神经网络对EKF算法的估计结果进行优化和补偿。搭建了基于改进BP-EKF算法的电池SOC估计仿真模型,在多种工况下对BP-EKF算法和EKF算法的估计准确性做了对比验证仿真。设计了电池管理系统(Battery Management System,BMS)平台并给出其拓扑结构图,以DSP(TMS320LF2407)为主控芯片完成了对BMS硬件平台的搭建。针对BMS平台的硬件组成和主要功能,设计了SOC估计功能软件程序和工作流程,最终实现了在实验平台上对电池SOC的准确估计。实验结果表明,采用改进算法可以大大提高估计精度,这不仅体现了实验平台的运行可靠性,也验证了改进算法的正确性和有效性。

【关键词】：
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.72
【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

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 雷肖;陈清泉;刘开培;马历;;电动车电池SOC估计的径向基函数神经网络方法[J];电工技术学报;2008年05期

2 夏晴;刘志远;;电动汽车动力电池荷电状态的滑模估计方法[J];东南大学学报(自然科学版);2011年S1期

3 刘艳莉;戴胜;程泽;朱乐为;;基于有限差分扩展卡尔曼滤波的锂离子电池SOC估计[J];电工技术学报;2014年01期

4 田甜;李孝尊;李红梅;;磷酸铁锂电池的改进建模及SOC估计[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2012年09期

5 汪耘欣;焦建玲;李兰兰;;中国民用汽车保有量的短期组合预测[J];合肥工业大学学报(社会科学版);2014年05期

6 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

7 陈柳钦;;日本新能源汽车发展及其政策支持[J];汽车与配件;2011年35期

8 魏克新;陈峭岩;;基于自适应无迹卡尔曼滤波算法的锂离子动力电池状态估计[J];中国电机工程学报;2014年03期

9 洪剑锋;庞尔江;单晓宇;陈文芗;;一种充放电双时间常数动力锂电池的建模与仿真[J];厦门大学学报(自然科学版);2014年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 廖恩华;基于神经网络的电动汽车磷酸铁锂电池SOC估算方法研究[D];电子科技大学;2011年

2 张术;电动汽车电池管理系统软件设计与SOC估算策略研究[D];天津大学;2007年

3 冯勇;电动汽车电池管理系统研究[D];湖南大学;2010年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈任;邓清勇;邝利丹;李凤姣;;基于Blackfin的锂电池管理系统[J];兵工自动化;2011年12期

2 王阔厅;孙俊忠;周智勇;张海鹏;;基于RBFNN的船用铅酸蓄电池SOC预测方法研究[J];蓄电池;2012年02期

3 周智勇;刘爱华;杨占录;;基于神经网络的铅酸蓄电池模型研究[J];船电技术;2011年10期

4 米林;赵孟娜;秦甲磊;吴旋;;基于径向基函数神经网络的电动汽车动力电池SOC模型[J];重庆理工大学学报(自然科学);2011年10期

5 高明煜;何志伟;徐杰;;基于采样点卡尔曼滤波的动力电池SOC估计[J];电工技术学报;2011年11期

6 王成亮;王宏华;向昌明;徐钢;;发电机进相能力的RBF神经网络模型[J];电工技术学报;2012年01期

7 王亚军;王旭东;周永勤;颜颐欣;;准抗毁化电源蓄电池SOC预测的GA-BP网络方法[J];电机与控制学报;2010年06期

8 张利;朱雅俊;刘征宇;;锂离子电池SOC与模型参数联合估算研究[J];电子测量与仪器学报;2012年04期

9 夏正鹏;汪兴兴;倪红军;袁银男;廖萍;;电动汽车电池管理系统研究进展[J];电源技术;2012年07期

10 朱浩;高利琴;钱承;;动力电池SOC估算的模糊最小二乘支持向量机法[J];电源技术;2013年05期

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 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

2 胡国珍;充放储一体化电站功率变换系统稳定分析与控制[D];华中科技大学;2012年

3 李军徽;抑制风电对电网影响的储能系统优化配置及控制研究[D];华北电力大学;2012年

4 黄万友;纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究[D];山东大学;2012年

5 李晓甫;桥间分配四驱混合动力电动汽车能耗优化控制策略研究[D];华南理工大学;2012年

6 王业琴;电动城市客车运行能效关键技术研究[D];东北林业大学;2013年

7 陈文婕;低碳汽车技术创新网络演化研究[D];湖南大学;2013年

8 邹幽兰;基于退役锂动力电池容量、内阻和荷电状态的建模与参数估计[D];中南大学;2014年

9 朱政;磷酸铁锂电池荷电状态估计方法的研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

10 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

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 赵洪辉;电动汽车用动力电池电量估计算法研究及硬件实现[D];吉林大学;2011年

2 曹正;电动汽车储能技术研究[D];兰州理工大学;2011年

3 刘万臣;基于小脑模型关节控制器的电池荷电状态估计方法研究[D];中南大学;2011年

4 田苗苗;基于ARM的电车电池监控系统研究[D];长春理工大学;2011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 冯飞;混合动力车储能系统特性及其管理技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

7 徐军辉;车身网络控制系统关键技术的研究与实现[D];哈尔滨工业大学;2010年

8 高敏;基于储能电感的动态双向无损均衡电路的研究[D];天津大学;2010年

9 聂山人;电池充放电监控管理软件研究与设计[D];天津大学;2010年

10 杨春雷;电动汽车电池管理系统关键技术的研究[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 王喜瑜,丁军,周希德;电动汽车动力蓄电池快速充电关键技术探究[J];北方交通大学学报;1997年04期

2 王震坡,孙逢春;电动汽车电池组连接可靠性及不一致性研究[J];车辆与动力技术;2002年04期

3 李红林,张承宁,孙逢春,李军求,张旺;锂离子电池组均衡充电和保护系统研究[J];北京理工大学学报;2004年03期

4 陈鸿雁;李山;王培容;;镍氢电池剩余容量检测系统的研究[J];重庆工学院学报;2006年11期

5 王旖旎;中国汽车需求预测:基于Gompertz模型的分析[J];财经问题研究;2005年11期

6 郭亮;电动车用蓄电池充电技术的进展[J];电池;2002年04期

7 林成涛,王军平,陈全世;电动汽车SOC估计方法原理与应用[J];电池;2004年05期

8 陈守平,张军,方英民,梁毅;动力电池组特性分析与均衡管理[J];电池工业;2003年06期

9 张勇,胡信国,张翠芬;新型化学电源的电极反应原理[J];电池工业;2004年01期

10 邵桂欣;张承宁;李红林;史建军;;电动车用氢镍电池特性和工况实验分析[J];电池工业;2006年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 王佳;汽车动力电池SOC模糊估计及其在DSP上的实现[D];吉林大学;2007年

2 廖晓军;基于DSP的电动汽车电池管理系统[D];湖南大学;2007年

3 杨勇;混合动力电动汽车电池管理系统的可靠性分析与设计[D];北方工业大学;2008年

4 吴清宇;HEV电池管理系统建模仿真及设计开发的研究[D];北京交通大学;2008年

5 张莹;动力镍氢电池管理系统的研究[D];天津大学;2007年

6 孙宏涛;电动汽车电池管理系统设计与均衡充电方案研究[D];天津大学;2007年

7 阙子扬;混合动力汽车电池管理系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

8 杨诗佳;20kW车用铅酸电池智能管理系统[D];浙江大学;2008年

9 刘浩;基于EKF的电动汽车用锂离子电池SOC估算方法研究[D];北京交通大学;2010年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 温家鹏;姜久春;张维戈;文锋;;电池更换模式下电池管理系统的研究[J];高技术通讯;2010年04期

2 刘文珍;范兵;;电池管理系统专利布局分析[J];中国集成电路;2011年10期

3 刘文珍;金鹏;;电池管理系统故障自诊断的系统研究[J];电气技术;2012年04期

4 姜久春;;电池管理系统的概况和发展趋势[J];新材料产业;2007年08期

5 伍星;王杰;;混合动力汽车电池管理系统的分析[J];机械制造与自动化;2008年05期

6 刘保杰;王艳;殷天明;;电动汽车电池管理系统[J];电气自动化;2010年01期

7 岳仁超;王艳;;电池管理系统的设计[J];低压电器;2010年11期

8 汪洋;;一种新型锂电池管理系统的设计与实现[J];制造业自动化;2010年14期

9 惠鸿忠;;串联混合动力公交车电池管理系统设计[J];农业装备与车辆工程;2011年03期

10 陈竹;;电池管理系统中基本物理量的采集方法[J];电动自行车;2011年11期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 肖秀玲;王贵明;;低成本、高性能电动车电池管理系统的研究[A];工业自动化应用实践——全国（第五届）炼钢、连铸和轧钢自动化学术会议论文集[C];2002年

2 张国辉;王金龙;;镍锌电池管理系统的设计实现[A];第二十六届中国（天津）2012IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2012年

3 陶银鹏;余强;朱德祥;;纯电动汽车分布式电池管理系统的设计与实现[A];第九届河南省汽车工程技术研讨会论文集[C];2012年

4 黄诚刚;尹华军;;浅析锂电池、充电机电池管理系统之间的工作关系[A];西南汽车信息：2011年上半年合刊[C];2011年

5 肖秀玲;;基于现场总线技术的轻型电动车电池管理系统的设计[A];2002中国电动汽车研究与开发[C];2002年

6 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

7 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

8 傅尧;潘博;郑百祥;;基于主动均衡技术的电动汽车电池管理系统[A];第十四届中国科协年会第19分会场：电动汽车充放电技术研讨会论文集[C];2012年

9 杨巍;魏学哲;;先进ECU开发技术及其应用[A];中国汽车工程学会汽车电子技术分会第七届（2006）年会暨学术研讨会论文集[C];2006年

10 刘芳;高力;刘阳;;小波去噪方法在动力电池管理系统中的应用[A];2013中国汽车工程学会年会论文集[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前7条

1 本报记者 于丹;[N];中国高新技术产业导报;2009年

2 记者 贾婧;[N];科技日报;2011年

3 记者赵文娟;[N];宁波日报;2009年

4 本报记者 李松战;[N];洛阳日报;2010年

5 记者 耿挺;[N];上海科技报;2007年

6 北京国之企业专利应急和预警咨询服务中心 于立彪　郝志国 罗啸;[N];中国知识产权报;2011年

7 沈睿;[N];中国航天报;2014年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 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

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 马园;电池管理系统模拟测试平台的研究与实现[D];大连交通大学;2012年

2 尚鸿;锂离子电池组管理系统SOC估算方法研究[D];天津理工大学;2015年

3 杨伟;电动汽车动力电池管理系统SOC估计的研究[D];燕山大学;2015年

4 简俊鹏;纯电动汽车锂电池管理系统研究与设计[D];江西理工大学;2015年

5 郑峰;DC-DC变换器在电池管理系统中的应用研究[D];山东大学;2015年

6 杨涛;大学生方程式纯电动赛车锂电池管理系统设计[D];哈尔滨工业大学;2015年

7 何军;动力锂电池组管理系统SOC估算研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

8 周亚楠;锂电池管理系统的研究与实现[D];中国海洋大学;2008年

9 阙子扬;混合动力汽车电池管理系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

10 乔思洁;锂电池管理系统的研究与设计[D];中国海洋大学;2009年

  本文关键词：电动汽车动力电池管理系统SOC估计的研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：242172