大功率动力电池测试分析系统设计与实现

发布时间：2017-08-17 08:17

  本文关键词：大功率动力电池测试分析系统设计与实现

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【摘要】：在全世界大力发展新能源的背景下,电动汽车的推广普及程度越来越大。动力电池是电动汽车尤其是纯电动汽车能量的主要载体,其性能的优劣直接影响了电动汽车的性能。关于电动汽车动力电池的研究工作也越来越受到行业的重视。电池的性能在不断地提升,对电池测试的相关技术要求也越来越高。针对电动汽车使用的动力电池的测试问题,本文以电池的等效模型和电动汽车动力性能分析为依据,并基于对电池模型的分析和电池的SOC的估算以及电动汽车动力性能仿真的研究设计开发了大功率动力电池测试分析软件系统。主要研究内容如下:(1)本文通过HPPC实验对模型的参数进行了辨识,根据锂电池模型和电池荷电状态SOC定义,以SOC作为被估计参数研究了基于扩展卡尔曼滤波算法的SOC的估计方法,并验证了基于Thevenin电池模型的SOC估计效果。此外,基于Thevenin电池模型和SOC计算方法实现了模拟电池充放电的功能,并通过模拟电池的充放电实现对电池性能的测试。(2)目前,电动汽车仿真软件侧重于对车辆的仿真而缺少对电池测试的支持或满足不了电池测试研究的需要,而电动汽车所用的动力电池在进行模拟汽车行驶工况下的测试时又常常需要真实车辆实际运行来获取数据,不仅成本高、周期长,而且通过不同道路状况和驾驶策略获得的数据差异性较大。本文将基于Matlab下开发的电动汽车仿真软件ADVISOR与电池测试技术相结合,既保持了电动汽车仿真软件的可靠和专业的优点,又体现了电池测试的针对性。两者的互补结合为动力电池测试分析提供了一个低成本、高效率的思路。此外本文采用了系统工程中的层次分析法对电动汽车的动力电池进行性能评价。(3)本文最后测试验证了系统的各个功能,并通过连接硬件模块验证了本系统功能的有效性和可靠性。测试结果表明,整个系统能够稳定运行,系统功能符合系统的设计要求,满足了动力电池测试的需要。
【关键词】：大功率动力电池 测试 电动汽车 仿真 SOC
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究工作的背景与意义10
• 1.2 国内外研究历史与现状10-12
• 1.2.1 电池测试系统国内外研究历史与现状11
• 1.2.2 电动汽车仿真软件国内外研究历史与现状11-12
• 1.3 本文研究内容12-13
• 1.4 本论文的结构安排13-15
• 第二章 系统总体方案设计与电池测试分析基础15-29
• 2.1 系统需求分析15-17
• 2.1.1 功能需求15-16
• 2.1.2 性能需求16-17
• 2.2 系统总体方案17-18
• 2.3 开发工具的选择18-19
• 2.4 锂电池特性19-23
• 2.4.1 锂电池工作原理19-20
• 2.4.2 电池基本参数20-23
• 2.5 电动汽车动力仿真基础23-28
• 2.5.1 电动汽车的行驶受力分析23-25
• 2.5.2 电动汽车电池测试工况的建立25-26
• 2.5.3 汽车仿真软件ADVISOR软件的介绍26-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 系统仿真测试功能设计与实现29-54
• 3.1 基于电池模型模拟电池充放电特性29-40
• 3.1.1 动力电池模型的选用29-32
• 3.1.2 Thevenin模型参数辨识32-36
• 3.1.3 锂离子电池SOC估计及验证36-40
• 3.1.3.1 SOC估计方法介绍36-37
• 3.1.3.2 基于扩展卡尔曼滤波估计Thevenin电路模型计算SOC37-40
• 3.2 模拟电池充放电的实现40-43
• 3.3 动力电池常规测试43-46
• 3.3.1 基本充放电及参数分析与处理43-46
• 3.4 电动汽车循环道路行驶仿真的实现46-53
• 3.4.1 调用ADVISOR仿真获取功率数据46-49
• 3.4.2 C++与Matlab混合编程49-50
• 3.4.3 仿真过程的数据传递50-53
• 3.5 本章小结53-54
• 第四章 系统分析与数据处理设计与实现54-62
• 4.1 电动汽车动力电池性能的分析评价54-60
• 4.1.1 层次分析法的步骤54-57
• 4.1.2 动力电池评价体系的建立57-58
• 4.1.3 动力电池评价体系权重计算58-59
• 4.1.4 动力电池性能评级59-60
• 4.2 硬件平台通信模块60
• 4.3 数据保存功能设计实现60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章 大功率动力电池测试分析系统测试与验证62-72
• 5.1 测试验证平台介绍62-63
• 5.2 动力电池常规测试功能验证63-66
• 5.3 电动汽车电池工况模拟测试66-71
• 5.3.1 系统工况模拟功能的测试部分的验证67-70
• 5.3.2 系统工况模拟功能的分析部分的验证70-71
• 5.4 本章小结71-72
• 第六章 全文总结与展望72-74
• 6.1 全文总结72
• 6.2 后续工作展望72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78

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1 余海军;;邦普:动力电池的中转站[J];资源再生;2011年09期

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3 谢元锋,康志君,吴伯荣,朱磊;动力电池的研究现状及发展趋势[J];有色金属工业;2000年07期

4 焦庆丰 ,刘涤萍;动力电池的发展历程[J];大众用电;2001年04期

5 刘亚飞,白厚善;动力电池及其材料最新发展动向[J];新材料产业;2003年05期

6 蔡年生;国外鱼雷动力电池的发展及应用[J];鱼雷技术;2003年01期

7 ;武汉力兴全力打造动力电池检测设备[J];电源技术;2004年04期

8 ;“2005中国储能与动力电池及其关键材料学术研讨会”隆重召开[J];新材料产业;2005年06期

9 厉海艳;李全安;文九巴;张清;张荥渊;;动力电池的研究应用及发展趋势[J];河南科技大学学报(自然科学版);2005年06期

10 王立松,张晶;大容量锂动力电池化成电源全数字控制技术[J];电源技术;2005年02期

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1 高飞;李建玲;赵淑红;王子冬;王新东;;锂动力电池性能衰退规律研究进展[A];2010年全国冶金物理化学学术会议专辑（下册）[C];2010年

2 胡信国;;动力电池进展[A];2006中国动力电池高层论坛论文集[C];2006年

3 马军;李爱魁;杜涛;刘飞;;电动汽车动力电池配组工艺研究进展[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

4 王伟东;王海涛;;动力电池新型材料[A];第29届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2011年

5 曾小华;陈万忠;吴强华;王庆年;;混合动力汽车动力电池试验检测系统[A];2002中国电动汽车研究与开发[C];2002年

6 闫智刚;杜虎;王仲飞;;慢脉冲化成技术在铅酸动力电池中的应用[A];2006中国动力电池高层论坛论文集[C];2006年

7 刘亚飞;陈彦彬;白厚善;;动力电池与相关材料的最新进展[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集（一）[C];2007年

8 徐舟;唐有根;唐广笛;;锌-空气动力电池在纯电动汽车上的应用前景[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第7分册）[C];2010年

9 杨毅夫;;中倍率方型塑壳氢镍动力电池开发(摘要)[A];电动车及新型电池学术交流会论文集[C];2003年

10 李建军;何向明;王莉;任建国;刘志祥;;水下航行器用高安全性动力电池研制[A];第29届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2011年

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1 本报记者 赵碧君邋陈建军;牵手香港超霸 力元新材进军汽车动力电池[N];上海证券报;2008年

2 主持人 陈瑜;动力电池：奏响新能源汽车序曲[N];科技日报;2008年

3 孙广明　顾介铸;动力电池产业联盟在泰州成立[N];新华日报;2010年

4 记者 张晓东;中关村成立动力电池产业联盟[N];北京商报;2010年

5 记者 张海燕;江苏成立国内首家动力电池创新联盟[N];中国质量报;2010年

6 本报记者 韩义雷;动力电池,增长莫忘“退烧”[N];科技日报;2010年

7 海伦;部大力推动动力电池产业发展[N];中国电子报;2010年

8 张海燕;工信部将制订动力电池发展思路[N];中国质量报;2010年

9 记者 陈黎明　通讯员 江春文;江苏省动力电池产业技术创新战略联盟成立[N];中国冶金报;2010年

10 黄腾飞;谨防“伪国产”企业冒领动力电池政府补贴[N];中国电力报;2011年

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1 陈征;电动汽车光伏充换电站集成系统的优化方法研究[D];华北电力大学;2014年

2 张潇华;插电式混合动力汽车复合电源系统集成优化方法研究[D];北京理工大学;2015年

3 姚雷;电动车辆动力电池充电特性与控制基础问题研究[D];北京理工大学;2016年

4 郑勇;磷酸铁锂/石墨动力电池的衰退行为及老化机制[D];北京科技大学;2016年

5 李然;锂动力电池健康度评价与估算方法的研究[D];哈尔滨理工大学;2016年

6 李国洪;混合动力汽车控制策略与动力电池系统的研究[D];天津大学;2005年

7 李文成;电动汽车用C-LiFePO_4动力电池制备与性能研究[D];北京有色金属研究总院;2011年

8 于智龙;基于自放电技术的电动车用锂动力电池SOC预测算法研究[D];东北林业大学;2013年

9 高纯斌;混合动力汽车动力电池容量预测模型及抗扰策略的研究[D];吉林大学;2013年

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1 李年智;基于ERT的动力电池内部视电阻率温度特性与安全状态监测研究[D];华南理工大学;2015年

2 吴松松;基于LPV-Kalman滤波的动力电池SOC估算方法研究[D];南京林业大学;2015年

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4 杨鹏;应用于高寒地区的电动汽车动力电池系统热管理技术研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 王维;动力电池梯次开发利用及经济性研究[D];华北电力大学;2015年

6 侯兵;电动汽车动力电池回收模式研究[D];重庆理工大学;2015年

7 黄Z，

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