基于多变量分析的动力电池SOC评估算法研究
发布时间：2021-11-03 01:50
随着汽车工业的迅速发展,汽车的大量使用所带来的能源消耗、环境污染等负面影响日益突出。发展新能源汽车,尤其电动汽车是目前应对石油过快消耗和环保问题的有效措施。而电动汽车中,动力电池组性能的好坏直接影响新能源汽车的安全使用,其中,合理、精确、快速地进行剩余电量评估是当前新能源汽车亟待解决的关键问题之一。为确保电动汽车电池组性能良好,应快速、精确地掌握电池的各种状态,其中电池剩余荷电状态（SOC）的精确估算最为重要。文中以32650磷酸铁锂电池为研究对象,开展以下研究:首先,针对单体电池,通过充放电测试,分析动力电池在20℃-40℃、不同充放电电流以及不同老化程度的电压变化特性,并分析各种情况下工作电压、未充放电停滞时间、平衡电动势三者之间的对应关系,由此建立一套动力电池在不同环境参数下的电压变化图谱,为动力电池组SOC评估提供一套数据基础。然后,针对动力电池不同环境参数下的电压变化图谱,分别采用多变量模型及查表法构建动力电池SOC评估模式。实验表明,基于多变量模型的SOC评估方式速率较快,但预测精度较低;而基于查表法的SOC评估方式精度较高、但运算速度慢。提出一套基于多变量模型的SOC评估...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磷酸铁锂电池结构示意图
华南理工大学硕士学位论文10图2-1动力电池电压与SOC关系由上述分析可知，动力电池SOC具备如下特性：(1)单一状态不可逆，即在纯充/放电状态下，SOC值只能不断升高/降低，中间不应该出现回弹；(2)特定SOC值下工作电压在某一特定值上下浮动，即SOC与工作电压并不是一一对应关系，与使用过程电流、温度、电池老化程度的都有很大关系，若使用过程电流减小，则会导致工作电压向平衡电动势位置回弹；(3)电压变化在SOC值为[10%,90%]这个区域相对其他区域较为平稳，由于电池内阻
第二章动力电池基本特性研究11在充放电末期相对较高，由此导致在SOC值为[0,10%]及[90%,100%]的两个区域工作电压更容易被拉低(放电过程)或者提高(充电过程)；(4)特定SOC值与平衡电动势存在一一对应关系，由于平衡电动势无法实施获取，导致SOC难以评估。但平衡电动势与工作电压之间所存在的差异，与实际使用的电流、温度、电池老化、未充放电搁置时间相关；(5)动力电池从充放电转变到未充放电时，工作电压会向平衡电动势偏移的现象，其未充放电持续时间越长，工作电压越接近平衡电动势。这个现象说明进行SOC精确评估时，还必须充分地考虑未充放电搁置时间、工作电压及平衡电动势之间的关系。有上述特性可知，SOC评估存在相关参数不确定，环境影响因素繁多等问题，其SOC所对应的动力电池工作电压可由图2-2所示，呈现为一定带状分布的曲线；然而，根据图2-1，各种环境影响因素在使用过程中可以进行单独进行评估。图2-2工作电压-SOC关系带2.2动力电池工作电压、平衡电动势、滞回压差关系文中为研究其电池内阻、工作电流、环境温度以及老化程度等多参数与电池工作电压之间的关系，充分利用所在单位的实验条件（图2-3），采用5Ah、32650圆柱形动力电池为研究对象(图2-4)，在新威动力电池组测试仪EVT-600V200A（图2-3A）、单体电池测试仪CT-8008-5V100A(图2-3B)、及恒温恒湿高低温箱(图2-3C)上进行实验。
【参考文献】：
期刊论文
[1]动力电池荷电状态（SOC）估算方法综述[J]. 胡耘. 汽车实用技术. 2019(08)
[2]基于改进无迹卡尔曼滤波算法的动力电池SOC估计模型[J]. 谈发明,王琪. 汽车技术. 2019(03)
[3]浅析新能源汽车动力电池研发方向[J]. 罗乾城. 时代汽车. 2019(01)
[4]新能源汽车动力电池PACK一致性控制措施[J]. 张澜. 南方农机. 2018(24)
[5]新能源汽车动力电池的维护保养[J]. 李忱. 时代农机. 2018(12)
[6]基于免疫遗传算法的动力电池SOC估计研究[J]. 杨云龙,徐自强,吴孟强,张大庆. 计算机测量与控制. 2018(12)
[7]新能源汽车动力电池关键技术的研究[J]. 张智峰,徐玉芬,李军红. 中国新技术新产品. 2018(23)
[8]一种动力电池组分组式均衡系统仿真研究[J]. 朱浩,夏达兴. 系统仿真学报. 2018(09)
[9]电压恢复特性对车用动力电池充电特性影响[J]. 仝玉冲,童亮,陈勇,孙国跃. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2018(04)
[10]动力电池SOC估算方法的研究[J]. 徐群,李曙生. 泰州职业技术学院学报. 2018(02)
博士论文
[1]基于数据模型融合的电动车辆动力电池组状态估计研究[D]. 熊瑞.北京理工大学 2014
硕士论文
[1]锂离子电池模型建立及SOC估计的研究[D]. 杜威.青岛科技大学 2018
[2]基于人工智能的锂电池SOC监测技术研究与应用[D]. 李桂娟.安徽师范大学 2018
[3]动力电池主动式并联能量管理系统的研究[D]. 李潇雄.吉林大学 2016
[4]SOC估算方法研究及其在新能源汽车电池管理系统中应用[D]. 李春燕.合肥工业大学 2012
本文编号：3472805
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磷酸铁锂电池结构示意图
华南理工大学硕士学位论文10图2-1动力电池电压与SOC关系由上述分析可知，动力电池SOC具备如下特性：(1)单一状态不可逆，即在纯充/放电状态下，SOC值只能不断升高/降低，中间不应该出现回弹；(2)特定SOC值下工作电压在某一特定值上下浮动，即SOC与工作电压并不是一一对应关系，与使用过程电流、温度、电池老化程度的都有很大关系，若使用过程电流减小，则会导致工作电压向平衡电动势位置回弹；(3)电压变化在SOC值为[10%,90%]这个区域相对其他区域较为平稳，由于电池内阻
第二章动力电池基本特性研究11在充放电末期相对较高，由此导致在SOC值为[0,10%]及[90%,100%]的两个区域工作电压更容易被拉低(放电过程)或者提高(充电过程)；(4)特定SOC值与平衡电动势存在一一对应关系，由于平衡电动势无法实施获取，导致SOC难以评估。但平衡电动势与工作电压之间所存在的差异，与实际使用的电流、温度、电池老化、未充放电搁置时间相关；(5)动力电池从充放电转变到未充放电时，工作电压会向平衡电动势偏移的现象，其未充放电持续时间越长，工作电压越接近平衡电动势。这个现象说明进行SOC精确评估时，还必须充分地考虑未充放电搁置时间、工作电压及平衡电动势之间的关系。有上述特性可知，SOC评估存在相关参数不确定，环境影响因素繁多等问题，其SOC所对应的动力电池工作电压可由图2-2所示，呈现为一定带状分布的曲线；然而，根据图2-1，各种环境影响因素在使用过程中可以进行单独进行评估。图2-2工作电压-SOC关系带2.2动力电池工作电压、平衡电动势、滞回压差关系文中为研究其电池内阻、工作电流、环境温度以及老化程度等多参数与电池工作电压之间的关系，充分利用所在单位的实验条件（图2-3），采用5Ah、32650圆柱形动力电池为研究对象(图2-4)，在新威动力电池组测试仪EVT-600V200A（图2-3A）、单体电池测试仪CT-8008-5V100A(图2-3B)、及恒温恒湿高低温箱(图2-3C)上进行实验。
【参考文献】：
期刊论文
[1]动力电池荷电状态（SOC）估算方法综述[J]. 胡耘. 汽车实用技术. 2019(08)
[2]基于改进无迹卡尔曼滤波算法的动力电池SOC估计模型[J]. 谈发明,王琪. 汽车技术. 2019(03)
[3]浅析新能源汽车动力电池研发方向[J]. 罗乾城. 时代汽车. 2019(01)
[4]新能源汽车动力电池PACK一致性控制措施[J]. 张澜. 南方农机. 2018(24)
[5]新能源汽车动力电池的维护保养[J]. 李忱. 时代农机. 2018(12)
[6]基于免疫遗传算法的动力电池SOC估计研究[J]. 杨云龙,徐自强,吴孟强,张大庆. 计算机测量与控制. 2018(12)
[7]新能源汽车动力电池关键技术的研究[J]. 张智峰,徐玉芬,李军红. 中国新技术新产品. 2018(23)
[8]一种动力电池组分组式均衡系统仿真研究[J]. 朱浩,夏达兴. 系统仿真学报. 2018(09)
[9]电压恢复特性对车用动力电池充电特性影响[J]. 仝玉冲,童亮,陈勇,孙国跃. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2018(04)
[10]动力电池SOC估算方法的研究[J]. 徐群,李曙生. 泰州职业技术学院学报. 2018(02)
博士论文
[1]基于数据模型融合的电动车辆动力电池组状态估计研究[D]. 熊瑞.北京理工大学 2014
硕士论文
[1]锂离子电池模型建立及SOC估计的研究[D]. 杜威.青岛科技大学 2018
[2]基于人工智能的锂电池SOC监测技术研究与应用[D]. 李桂娟.安徽师范大学 2018
[3]动力电池主动式并联能量管理系统的研究[D]. 李潇雄.吉林大学 2016
[4]SOC估算方法研究及其在新能源汽车电池管理系统中应用[D]. 李春燕.合肥工业大学 2012
本文编号：3472805
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3472805.html
