磷酸鐵鋰電池組SOC動(dòng)態(tài)估算策略及其均衡技術(shù)的研究.pdf

1、混合動(dòng)力汽車的發(fā)展是推動(dòng)節(jié)能減排和實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)綠色化的重要措施。作為混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵部件，動(dòng)力蓄電池對(duì)整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和安全性都有重大影響。因此，深入研究動(dòng)力蓄電池管理和均衡技對(duì)于提高混合動(dòng)力汽車的性能、保證電池的安全運(yùn)行、延長(zhǎng)電池使等都具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值
　　本文首先分析了國(guó)內(nèi)外磷酸鐵鋰電池的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，然后根據(jù)混合動(dòng)力汽車整車對(duì)車用動(dòng)力蓄電池的需求以及國(guó)家863項(xiàng)目對(duì)鋰離子電池的指標(biāo)要求，深入分析

2、了估算動(dòng)力蓄電池荷電狀態(tài)的一些重要影響因素，并在分析和研究現(xiàn)有的多個(gè)電池模型基礎(chǔ)上，提出了一種動(dòng)態(tài)估算電池荷電狀態(tài)的方案。
　　電池單體的電壓非常小，所以混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力電池一般需要若干單體電池串聯(lián)而成。由于制造誤差等因素的存在，使得電池之間必然存在內(nèi)阻、端電壓、容量等參數(shù)的不一致，因此對(duì)單體電池的SOC和整組電池的SOC的估計(jì)往往存在較大的差異；又由于電池在使用過(guò)程中存在電池單體之間的通風(fēng)散熱差異、電能化學(xué)能的轉(zhuǎn)換差異以及電池

3、的過(guò)充電、過(guò)放電等情況的發(fā)生，更加劇了電池之間的不一致性，所以就非常需要對(duì)電池組的動(dòng)態(tài)SOC進(jìn)行正確的估算。為了解決電池組不一致性和復(fù)雜路況對(duì)準(zhǔn)確估算電池組SOC的影響，在電池組的使用過(guò)程中需要加入動(dòng)態(tài)估算電池組SOC的算法策略，并使用電池管理器及其均衡子系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化管理。本文從磷酸鐵鋰電池實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，著重研究了其在動(dòng)態(tài)負(fù)載過(guò)程中的不均衡現(xiàn)象，提出了動(dòng)態(tài)估算電池組SOC的方案與策略，并通過(guò)試驗(yàn)證明該方案能有效地避免電池的過(guò)充或過(guò)放

4、。本文還根據(jù)電池組中各個(gè)電池單體的實(shí)際狀態(tài)針對(duì)性地設(shè)計(jì)了“低充高放”的均衡子系統(tǒng)，提出了“電量均衡法”的均衡策略，并借助于單片機(jī)系統(tǒng)的專用控制電路進(jìn)行相應(yīng)的電量補(bǔ)償均衡。試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)在很大程度上提高了電池組各單體電量的一致性。
　　為了驗(yàn)證電池組是否滿足相應(yīng)的車用測(cè)試要求，本文借助了自主研發(fā)的大功率動(dòng)力電池試驗(yàn)臺(tái)、迪卡龍電池測(cè)試系統(tǒng)、多通道蓄電池組對(duì)充測(cè)試裝置、電池組動(dòng)態(tài)性能測(cè)試系統(tǒng)等設(shè)備，對(duì)動(dòng)力蓄電池組進(jìn)行充放電試驗(yàn)、效