考虑环境温度和循环次数影响的车用锂离子电池SOC和SOH估算研究

发布时间：2023-05-06 02:45

　　随着电动汽车的发展,动力电池技术和电池管理系统的开发越来越多地受到人们的关注。车用锂电池的工作实质是一个复杂的电化学反应过程,易受环境温度、循环使用次数等因素的影响。自电动汽车问世以来,制约电动汽车发展的四个基本问题(续航里程短、充电慢、充电难和电池安全)一直未得到根本解决。而欲解决该系列问题,首当其冲应当解决电池管理系统中电池荷电状态和健康状态的准确估算等问题。为此,本文构建了考虑环境温度和循环使用次数影响的改进型电池模型。最后,基于扩展卡尔曼滤波器和自适应扩展卡尔曼滤波器提出了适用于车用锂动力电池的SOC/SOH协同估算策略,同时开展了相关的仿真和实验研究。具体研究内容如下:(1)锂离子电池建模。根据对电池温度特性实验研究和电池循环寿命特性实验研究的数据分析可知,环境温度的变化和循环次数的变化都将影响电池的对外特性。从而建立了两种模型即:考虑环境温度影响的二阶RC等效电路模型;考虑循环次数影响的二阶RC等效电路模型。(2)锂离子电池模型参数辨识与仿真验证。模型建立后,分别应用指数函数拟合法和递推最小二乘算法识别温度模型和循环模型的参数;接着通过多项式函数拟合分析了参数随环境温度和循...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题研究背景与意义
        1.1.1 电动汽车概述
        1.1.2 电池管理系统概述
        1.1.3 锂离子电池概述
    1.2 课题的国内外研究现状
        1.2.1 动力电池模型研究现状
        1.2.2 电池SOC估算研究现状
        1.2.3 电池SOH估算研究现状
    1.3 本文研究内容及主要工作
2 动力电池建模理论及参数辨识
    2.1 电池测试系统及实验对象
        2.1.1 温度特性研究实验
        2.1.2 循环寿命特性研究实验
    2.2 考虑环境温度影响的二阶RC等效电路模型建立
    2.3 考虑不同循环次数影响的二阶RC等效电路模型建立
    2.4 参数识别方法
        2.4.1 指数函数拟合法
        2.4.2 递推最小二乘算法
    2.5 参数识别结果分析与模型仿真验证
        2.5.1 指数函数拟合法参数识别结果分析及仿真验证
        2.5.2 递推最小二乘算法参数识别结果分析及仿真验证
    2.6 本章小结
3 考虑不同环境温度影响的锂离子电池SOC估算
    3.1 扩展卡尔曼滤波算法理论
    3.2 基于扩展卡尔曼滤波算法的SOC估算方法
    3.3 估算结果
    3.4 本章小结
4 考虑不同循环次数影响的锂离子电池SOC/SOH协同估算
    4.1 自适应扩展卡尔曼滤波算法理论
    4.2 基于自适应扩展卡尔曼滤波算法的SOC/SOH估算方法
    4.3 估算结果
        4.3.1 不同循环下SOC估算结果
        4.3.2 不同循环下电池容量估算结果
        4.3.3 不同循环下电池内阻估算结果
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果



本文编号：3808868