電動汽車動力鋰離子電池健康狀態(tài)估計研究.pdf

1、在汽車行業(yè)“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃試點(diǎn)專項(xiàng)中，新能源汽車方向指出重點(diǎn)圍繞動力電池與電池管理等六個技術(shù)方向。作為電池管理系統(tǒng)(Battery ManagementSystem，BMS)重要方面之一的電池健康狀態(tài)(State of Health，SOH)估計的研究，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于電池荷電狀態(tài)（State of Charge，SOC）和均衡控制的研究。準(zhǔn)確實(shí)時估計電池SOH對于均衡控制系統(tǒng)的作用、延長電動汽車動力電池續(xù)航里程，保證電池安全具有重

2、要意義。本文針對電動汽車動力鋰離子電池SOH估計做了以下工作:
　　1.明確SOH的定義，分為離線估計方法和在線估計方法總結(jié)常見的SOH估計方法。研究與SOH影響較大的七個電池性能指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上分為外部因素和內(nèi)部因素分別總結(jié)SOH的影響因素，提出四種延遲電池老化的措施。
　　2.選用戴維南等效電路模型作為SOH估計的基礎(chǔ)電池模型，設(shè)計實(shí)驗(yàn)使用快速靜置，多次測量來減小誤差，標(biāo)定SOC-OCV曲線，利用指數(shù)擬合法擬合等效電路模

3、型中的RC參數(shù)，并使用隨機(jī)電流激勵仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型中參數(shù)的精度。利用容量是緩變參數(shù)的原理，建立適用于SOH估計的電池容量模型。因?yàn)闇?zhǔn)確估計SOC是估計SOH的前提條件，基于安時積分法使用拓展卡爾曼濾波法估計電池SOC，基于容量法使用卡爾曼濾波估計SOH。建立基于SOC和容量的系統(tǒng)狀態(tài)方程和系統(tǒng)觀測方程，使用雙拓展卡爾曼濾波法估計電池當(dāng)前時刻的容量，通過容量來計算SOH。利用隨機(jī)電流激勵仿真表明其效果良好，很好的估計SOH，其精度誤差控制

4、在1％以內(nèi)。
　　3.分析雙卡爾曼濾波法仿真結(jié)果，得到SOH估計電路板的基本要求，設(shè)計SOH估算的硬件電路和其配套軟件，其硬件電路主要包括為系統(tǒng)工作提供合適電壓的電路，以及電壓、電流和溫度的測量電路、通訊電路及其外圍電路，將測量得到的電壓、電流、溫度以及估計得到的SOH顯示在顯示屏上;基于SOH估計的硬件和雙卡爾曼濾波法，分析得到系統(tǒng)軟件設(shè)計的框架，分模塊化設(shè)計系統(tǒng)各子程序。制作完成電路板以后，設(shè)計基于電池測試箱的硬件、軟件驗(yàn)證電