電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池分階段主動(dòng)均衡控制研究.pdf

1、動(dòng)力電池是純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力輸出中心，其發(fā)展?fàn)顩r直接影響電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展情況。由于電動(dòng)汽車(chē)在使用過(guò)程中要求電池具有大的電流輸出，有時(shí)電動(dòng)汽車(chē)頻繁加減速也會(huì)引起電壓與電流的急劇變化。目前電池單體無(wú)法滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)需求的輸出標(biāo)準(zhǔn)，這就要求電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池必須由幾十塊甚至上百塊電池單體組成。由于目前電池生產(chǎn)技術(shù)的原因，使得電池單體參數(shù)存在不一致的問(wèn)題，同時(shí)動(dòng)力電池在使用過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)過(guò)度充放電等問(wèn)題，進(jìn)一步加深電池不一致程度，造成動(dòng)力電池內(nèi)部

2、結(jié)構(gòu)損壞，縮短電池使用壽命，增加電池使用成本。為了縮小電池使用過(guò)程中造成的問(wèn)題，需要對(duì)電池工作過(guò)程進(jìn)行人為的控制，這就促使均衡控制技術(shù)的產(chǎn)生。均衡控制技術(shù)在一定程度上能夠防止電池過(guò)度充放電問(wèn)題產(chǎn)生，確保電池單體性能處于一致?tīng)顟B(tài)，有利于提高電池使用壽命。
　　目前國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)均衡技術(shù)表現(xiàn)在均衡策略和均衡電路兩個(gè)方面。均衡控制策略的核心問(wèn)題是:通過(guò)找到一個(gè)合適的均衡變量實(shí)現(xiàn)電池系統(tǒng)均衡，達(dá)到所選均衡變量相一致，完成電池組的均衡控制;均衡

3、電路主要分為能量耗散型和非耗散型，其中能量非耗散型是目前研究的熱點(diǎn)，主要集中在電容型和變壓器型等結(jié)構(gòu)上。
　　本論文通過(guò)對(duì)鋰離子電池SOC估算算法設(shè)計(jì)和均衡控制設(shè)計(jì)，完成動(dòng)力鋰離子電池的分階段主動(dòng)均衡控制研究。具體工作如下:
　　(1)分析常見(jiàn)動(dòng)力電池性能特性以及所選鋰離子電池反應(yīng)形式，同時(shí)介紹了目前常見(jiàn)電池模型的優(yōu)缺點(diǎn)，確定動(dòng)力鋰離子電池模型選型。由此進(jìn)一步分析了電池成組過(guò)程中可靠性，并對(duì)本文提出的連接方式進(jìn)行了可靠性驗(yàn)證

4、。
　　(2)分析了電池SOC估算的一些常見(jiàn)影響因素和SOC估算算法，提出基于安時(shí)積分法和擴(kuò)展卡爾曼算法的修正算法，建立動(dòng)力鋰離子電池仿真模型，針對(duì)改進(jìn)的修正算法分別進(jìn)行了純充電階段、放電階段以及混合階段電池SOC估算仿真。通過(guò)對(duì)修正算法仿真結(jié)果和傳統(tǒng)算法仿真結(jié)果對(duì)比，本文提出的修正算法估算誤差能夠保持在1.2％～3.2％之間，整體估算誤差較小，滿(mǎn)足精度要求。
　　(3)分析目前均衡變量和現(xiàn)有均衡方法的優(yōu)缺點(diǎn)，確定本論文的均

5、衡變量，提出限流均衡和混合均衡控制策略。建立動(dòng)力鋰離子均衡控制仿真模型，并對(duì)提出的均衡策略分別進(jìn)行純放電工況和復(fù)雜工況仿真實(shí)驗(yàn)，通過(guò)結(jié)果對(duì)比分析，本論文均衡策略可以很好的完成電池均衡控制。
　　(4)進(jìn)行均衡控制主控電路板、均衡控制板以及電池的各參數(shù)采集模塊的設(shè)計(jì)，同時(shí)完成了相應(yīng)均衡控制軟件設(shè)計(jì)。
　　(5)對(duì)已完成的電路板和系統(tǒng)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電路板實(shí)體制作，在完成實(shí)體電路板搭建后通過(guò)dSPACE進(jìn)行硬件在環(huán)仿真實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行恒流