电动汽车动力锂电池能量管理系统BMS研究
发布时间：2021-10-01 05:14
进入21世纪,全球能源危机和环境污染日益严重,以电动汽车为代表的新能源汽车取代传统燃油汽车成为必然趋势。电动汽车由于其加速性能好、行驶噪声低、污染物排放少等优点成为汽车行业新焦点,受到广泛关注和青睐。动力电池相关技术已成为制约新能源汽车产业发展关键因素之一,为确保动力电池安全、稳定、长寿命工作,因此研究电池管理系统（Battery Management System,BMS）对动力电池进行监测、状态估算、管理具有重要意义。电池管理系统主要包括:电池单体电压采集、PACK总压采集、温度采集、电流采集、荷电状态（State of Charge,SOC）估算、功率状态（State of Power,SOP）、健康状态（State of Health,SOH）、功能状态（State of Function,SOF）、电池均衡、绝缘监测、高压互锁检测、电池过充保护、过放保护、过温保护、碰撞保护、控制器局域网络CAN（Controller Area Network,CAN）通信、诊断等方面。本文主要研究内容包括如下几个方面:基于40160型三元锂电池进行研究,分析锂电池工作原理和锂电池工作特性,比...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池工作示意图
12三章具体介绍试验设备，本章节对设备不做具体描述。通过测量开路电压和计算SOC值数据，绘制SOC-OCV曲线，图2.2为不同温度下SOC-OCV曲线。01020304050607080901003.03.23.43.63.84.04.24.4SOC（%）OCV（V）45°C25°C10°C0°C-10°C-20°C图2.2不同温度下SOC-OCV曲线通过对比-20oC、-10oC、0oC、10oC、25oC、45oC下SOC-OCV曲线，可得到随着环境温度上升，处于同一开路电压下，SOC值越低。SOC在0%~10%区间，随着温度升高，同一SOC下，开路电压越大，温度越高越明显，且来路电压发散明显。当SOC大于10%开路电压发散逐渐较校为测试不同电流方向对电池开路电压影响，设置高低温箱为25oC，采用同一倍率电流分别对电池进行充电和放电，图2.3为电池在25oC时以0.5C倍率充电和放电的开路电压与SOC的关系曲线。图2.3电池在25oC下充电和放电的开路电压与SOC曲线
233.2.3等效电路模型参数辨识为得到等效电路中R0、R1、R2、C1、C2参数值，需要对模型进行参数辨识。根据模型的结构和模型的传递函数，通过实验设备输出激励传输给电池系统，通过实验设备输入采集相应信号，进行多次实验，通过分析输出与输入数据，可通过迭代或拟合的方法得到等效电路中的参数。本文通过参考《FreedomCAR电池试验手册》，选择混合脉冲功率特性测试方法进行测试，从而完成电池等效电路模型参数辨识实验[41]。本文采用宁波佰特电池测试系统，图3.6为电池测试系统，表3-1为电池测试系统参数。采用东莞贝尔高低温箱（图3.7），以25℃温度为例进行试验描述，表3-2为高低温箱系统参数。图3.6电池测试系统图3.7电池高低温箱系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊控制的扩展卡尔曼滤波SOC估计研究[J]. 方磊,陈勇,赵理,殷康胜,郑阳. 系统仿真学报. 2018(01)
[2]基于模糊卡尔曼滤波算法的动力电池SOC估计[J]. 林程,张潇华,熊瑞. 电源技术. 2016(09)
[3]锂离子电池磷酸铁锂正极材料的研究进展[J]. 张克宇,姚耀春. 化工进展. 2015(01)
[4]一种锂离子电池低温SOC估计算法[J]. 冯飞,逯仁贵,朱春波. 电工技术学报. 2014(07)
[5]基于SOC的锂动力电池多层双向自均衡方法[J]. 熊永华,杨艳,李浩,何勇,吴敏. 电子学报. 2014(04)
[6]美国电动汽车扶持政策研究及对我国的借鉴意义[J]. 朱一方,方海峰. 汽车工业研究. 2013(08)
[7]基于卡尔曼滤波的动力电池荷电状态的估算[J]. 赵钢,翟世欢,黄孙伟. 华东电力. 2013(05)
[8]基于扩展卡尔曼滤波算法的锂离子电池的SOC估算[J]. 方明杰,王群京. 电工电能新技术. 2013(02)
[9]基于LTC6803-4的电池管理系统信号采集技术研究[J]. 吕杰,宋文吉,林仕立,冯自平. 测控技术. 2013(01)
[10]一种基于预测开路电压的SOC估算方法[J]. 徐欣歌,杨松,李艳芳,陈文芗. 电子设计工程. 2011(14)
博士论文
[1]基于锂离子动力电池的纯电动汽车能量管理系统控制策略与优化[D]. 董冰.吉林大学 2014
[2]HEV锂离子电池组管理关键技术研究[D]. 吴铁洲.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]电动汽车锂离子电池主动均衡系统的研究与设计[D]. 华彬.湖南大学 2018
[2]电动汽车锂离子电池等效电路模型的参数辨识研究[D]. 李思.北京理工大学 2015
[3]锂离子电池参数获取及变参数模型[D]. 马克华.哈尔滨工业大学 2014
[4]锂离子蓄电池均衡管理单元的研究与设计[D]. 刘兴华.哈尔滨工业大学 2014
[5]电动汽车动力电池模型参数在线辨识及SOC估计[D]. 张禹轩.吉林大学 2014
[6]基于UKF的锂离子电池SOC估算方法[D]. 喻业琴.重庆大学 2014
[7]日本新能源汽车产业发展战略分析[D]. 方晓龙.吉林大学 2014
[8]电动汽车动力电池组管理系统设计及基于安时法的SOC估算[D]. 高金超.天津大学 2014
[9]混合动力汽车车载电池SOC算法的研究[D]. 杜政平.南京林业大学 2013
[10]纯电动汽车锂离子电池组均衡策略研究及系统实现[D]. 郝晓伟.吉林大学 2013
本文编号：3417227
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池工作示意图
12三章具体介绍试验设备，本章节对设备不做具体描述。通过测量开路电压和计算SOC值数据，绘制SOC-OCV曲线，图2.2为不同温度下SOC-OCV曲线。01020304050607080901003.03.23.43.63.84.04.24.4SOC（%）OCV（V）45°C25°C10°C0°C-10°C-20°C图2.2不同温度下SOC-OCV曲线通过对比-20oC、-10oC、0oC、10oC、25oC、45oC下SOC-OCV曲线，可得到随着环境温度上升，处于同一开路电压下，SOC值越低。SOC在0%~10%区间，随着温度升高，同一SOC下，开路电压越大，温度越高越明显，且来路电压发散明显。当SOC大于10%开路电压发散逐渐较校为测试不同电流方向对电池开路电压影响，设置高低温箱为25oC，采用同一倍率电流分别对电池进行充电和放电，图2.3为电池在25oC时以0.5C倍率充电和放电的开路电压与SOC的关系曲线。图2.3电池在25oC下充电和放电的开路电压与SOC曲线
233.2.3等效电路模型参数辨识为得到等效电路中R0、R1、R2、C1、C2参数值，需要对模型进行参数辨识。根据模型的结构和模型的传递函数，通过实验设备输出激励传输给电池系统，通过实验设备输入采集相应信号，进行多次实验，通过分析输出与输入数据，可通过迭代或拟合的方法得到等效电路中的参数。本文通过参考《FreedomCAR电池试验手册》，选择混合脉冲功率特性测试方法进行测试，从而完成电池等效电路模型参数辨识实验[41]。本文采用宁波佰特电池测试系统，图3.6为电池测试系统，表3-1为电池测试系统参数。采用东莞贝尔高低温箱（图3.7），以25℃温度为例进行试验描述，表3-2为高低温箱系统参数。图3.6电池测试系统图3.7电池高低温箱系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊控制的扩展卡尔曼滤波SOC估计研究[J]. 方磊,陈勇,赵理,殷康胜,郑阳. 系统仿真学报. 2018(01)
[2]基于模糊卡尔曼滤波算法的动力电池SOC估计[J]. 林程,张潇华,熊瑞. 电源技术. 2016(09)
[3]锂离子电池磷酸铁锂正极材料的研究进展[J]. 张克宇,姚耀春. 化工进展. 2015(01)
[4]一种锂离子电池低温SOC估计算法[J]. 冯飞,逯仁贵,朱春波. 电工技术学报. 2014(07)
[5]基于SOC的锂动力电池多层双向自均衡方法[J]. 熊永华,杨艳,李浩,何勇,吴敏. 电子学报. 2014(04)
[6]美国电动汽车扶持政策研究及对我国的借鉴意义[J]. 朱一方,方海峰. 汽车工业研究. 2013(08)
[7]基于卡尔曼滤波的动力电池荷电状态的估算[J]. 赵钢,翟世欢,黄孙伟. 华东电力. 2013(05)
[8]基于扩展卡尔曼滤波算法的锂离子电池的SOC估算[J]. 方明杰,王群京. 电工电能新技术. 2013(02)
[9]基于LTC6803-4的电池管理系统信号采集技术研究[J]. 吕杰,宋文吉,林仕立,冯自平. 测控技术. 2013(01)
[10]一种基于预测开路电压的SOC估算方法[J]. 徐欣歌,杨松,李艳芳,陈文芗. 电子设计工程. 2011(14)
博士论文
[1]基于锂离子动力电池的纯电动汽车能量管理系统控制策略与优化[D]. 董冰.吉林大学 2014
[2]HEV锂离子电池组管理关键技术研究[D]. 吴铁洲.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]电动汽车锂离子电池主动均衡系统的研究与设计[D]. 华彬.湖南大学 2018
[2]电动汽车锂离子电池等效电路模型的参数辨识研究[D]. 李思.北京理工大学 2015
[3]锂离子电池参数获取及变参数模型[D]. 马克华.哈尔滨工业大学 2014
[4]锂离子蓄电池均衡管理单元的研究与设计[D]. 刘兴华.哈尔滨工业大学 2014
[5]电动汽车动力电池模型参数在线辨识及SOC估计[D]. 张禹轩.吉林大学 2014
[6]基于UKF的锂离子电池SOC估算方法[D]. 喻业琴.重庆大学 2014
[7]日本新能源汽车产业发展战略分析[D]. 方晓龙.吉林大学 2014
[8]电动汽车动力电池组管理系统设计及基于安时法的SOC估算[D]. 高金超.天津大学 2014
[9]混合动力汽车车载电池SOC算法的研究[D]. 杜政平.南京林业大学 2013
[10]纯电动汽车锂离子电池组均衡策略研究及系统实现[D]. 郝晓伟.吉林大学 2013
本文编号：3417227
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