三元鋰離子電池的SoC估計(jì)方法研究.pdf

1、三元鋰離子電池與磷酸鐵鋰、鈷酸鋰和錳酸鋰離子電池相比，具有能量密度高，成本低的優(yōu)點(diǎn)，能夠更好地解決純電動(dòng)車的續(xù)航里程問(wèn)題。NCR18650A是松下公司出產(chǎn)的一款鎳鈷鋁三元鋰離子電池，通過(guò)小單體串并聯(lián)組成電池組，可以作為電動(dòng)汽車動(dòng)力電池和太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池。對(duì)電池SoC進(jìn)行估計(jì)是實(shí)現(xiàn)電池管理最重要的也是最基礎(chǔ)的工作。基于電池實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)，建立電池的電路模型，得到電池的電路模型參數(shù)，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用智能算法對(duì)電池SoC進(jìn)行估計(jì)，是目前比較成熟的電

2、池SoC估計(jì)方法。綜合調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前電池測(cè)試中存在一些共性問(wèn)題，如設(shè)備采樣速率的選取、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法沒(méi)有被詳細(xì)的分析;傳統(tǒng)的SoC定義不適合動(dòng)態(tài)工況的安時(shí)計(jì)量;電池特性試驗(yàn)靜置時(shí)長(zhǎng)對(duì)SoC估計(jì)的影響程度;充、放電極化參數(shù)的差別;極化RC網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)數(shù)的確定都沒(méi)有得到詳細(xì)的分析和研究，實(shí)驗(yàn)證明這些因素影響電池SoC的估計(jì)精度。
　　本文基于NI6221數(shù)據(jù)采集卡和LabVIEW軟件等搭建了電池測(cè)試系統(tǒng)?？紤]環(huán)境溫度，充、放電倍率等因

3、素對(duì)電池容量的影響，使用電池官方數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)電池的SoC定義進(jìn)行了修正?；谛拚蟮腟oC定義和特性測(cè)試數(shù)據(jù)，建立了電池參數(shù)模型，并得到了充、放電下的電池參數(shù)?；诘玫降碾姵啬Ｐ?，使用SR-UKF算法估計(jì)了NCR18650A電池的SoC。論文主要工作包括:
　　第一，設(shè)計(jì)并搭建了電池測(cè)試系統(tǒng)，完成了電池容量、特性和模擬工況測(cè)試。提出從大量數(shù)據(jù)中高效、準(zhǔn)確提取電池特性參數(shù)的方法。綜合考慮數(shù)據(jù)處理時(shí)間和測(cè)試精度，當(dāng)電壓采樣頻

4、率為10Hz時(shí)，可精確地從電池的零狀態(tài)響應(yīng)中測(cè)量到電池的歐姆壓降。
　　第二，考慮電池的充放電倍率、溫度、循環(huán)次數(shù)和充放電效率，修正了電池SoC的定義。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，修正SoC定義計(jì)量精確，可用于變工況下的動(dòng)態(tài)安時(shí)計(jì)量。
　　第三，建立了電池等效電路離散模型，并完成了參數(shù)識(shí)別。在電池的電勢(shì)特性的分析中，考慮電池的滯回特性和靜置時(shí)長(zhǎng)對(duì)EMF測(cè)量誤差的影響。對(duì)于電池的超電勢(shì)特性，研究了不同SoC下的電池的歐姆內(nèi)阻和極化情況。