基于PI状态观测器的电池SOC估计算法的研究

发布时间：2023-05-11 03:14

　　电动汽车包含着三大主要技术:电池、电机及电控。动力电池作为当前为电动汽车提供主要或者唯一驱动力的设备,是限制其迅速发展的主要瓶颈技术。电池管理系统(Battery Management System,BMS)能够实现电池的数据监测、状态评估、故障诊断等功能,直接关乎电池使用的准确性及安全性。准确而快速的电池荷电状态(State Of Charge,SOC)结果对电池系统及能量管理系统来说是至关重要的核心技术,是诸多状态估计研究以及相关控制策略制定的基础。本文以锂离子电池为研究对象,对电池SOC状态估计进行深入研究。首先,简单了解电池的基本工作原理以及相关的电池工作特性。其次,介绍了多个锂离子电池的等效电路模型,并经过混合功率脉冲特性(Hybrid Pulse Power Characteristic,HPPC)实验、动态应力测试(Dynamic Stress Test,DST)实验测试标准实现对各个电池模型的参数辨识,对比分析各模型的精度并获得相关模型参数。然后提出了一种基于多级PI状态观测器(Proportional-Integral Observer)的电池阻抗及SOC的估计方法。...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 锂离子电池发展现状
        1.2.1 锂离子电池工作原理
        1.2.2 锂离子电池与其他电池比较
        1.2.3 不同锂离子电池的比较
    1.3 SOC估计方法研究现状
    1.4 本论文的主要研究内容
第二章 锂离子电池模型
    2.1 锂离子电池主要技术参数及性能影响因素
        2.1.1 主要技术参数
        2.1.2 影响电池性能及安全的因素
    2.2 常用电池模型
        2.2.1 简化电化学模型
        2.2.2 等效电路模型
    2.3 锂离子电池模型的建立
        2.3.1 电池“复合模型”
        2.3.2 Thevenin电池模型
        2.3.3 二阶RC电池模型
    2.4 模型参数辨识的获取及验证
        2.4.1 指数拟合法
        2.4.2 递推最小二乘法
        2.4.3 模型验证及对比
    2.5 本章小结
第三章 基于多级PI状态观测器的SOC估计方法
    3.1 PI状态观测器介绍
    3.2 基于电池复合模型的电池阻抗及SOC估计算法研究
        3.2.1 电池动态阻抗技术
        3.2.2 基于多级PI状态观测器的电池阻抗及SOC估计方法
    3.3 仿真实验和结果分析
        3.3.1复合动态应力测试实验
        3.3.2 多级PI状态观测器仿真
        3.3.3 观测器系统补偿值ζ仿真
    3.4 本章小结
第四章 基于不同模型的PI状态观测器设计
    4.1 基于Thevenin模型的PI状态观测器设计
        4.1.1 PI状态观测器设计
        4.1.2 仿真验证和结果分析
    4.2 基于二阶RC模型的PI状态观测器设计
    4.3 关于观测器系统补偿值ζ的对比
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3814045