電動汽車動力電池能量狀態(tài)估算方法研究.pdf

1、為了應(yīng)對日益緊缺的能源問題和日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，電動汽車的發(fā)展已經(jīng)成為未來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。而作為電動汽車的動力來源—動力電池，是影響電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之一。如何有效地管理電池，充分發(fā)揮電池效能，延長電池使用壽命，這是電池管理系統(tǒng)所要達(dá)到的目的。而在電池管理系統(tǒng)中，SOC（State of Charge）的估算則是最關(guān)鍵的技術(shù)，也是最難以做到精確的部分。然而這種基于電量方式定義的SOC卻忽略了動力電池在使用過程中電壓的變化，無法準(zhǔn)

2、確反映動力電池的真實能量狀態(tài)，所以本文提出基于能量方式定義的電池能量狀態(tài)SOE（State of Energy），電池能量狀態(tài)的估算，可以更加準(zhǔn)確地預(yù)測電動汽車的最大續(xù)駛里程，有效防止電池過充/放電，從而提高電池的使用效能，在一定程度上降低了電動汽車的使用成本。
　　本文根據(jù)能量守恒原理，提出一種全新的電池能量狀態(tài)定義SOE及其估算方法，從而在復(fù)雜工況下準(zhǔn)確反映電動汽車動力電池的真實能量狀態(tài)。具體估算過程如下：首先，靜態(tài)初始估算過

3、程，系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前電池的開路電壓、靜置時間以及靜置前狀態(tài)，計算初始SOE值；然后，進入動態(tài)循環(huán)估算過程，系統(tǒng)首先會根據(jù)環(huán)境溫度以及電池健康狀態(tài)（循環(huán)使用次數(shù)）來對電池當(dāng)前狀態(tài)下的額定總能量進行修正，同時，通過SOE—EMF曲線模型以及初始SOE值（或者記錄的上次SOE值）來計算電池當(dāng)前狀態(tài)下的電動勢EMF；然后，根據(jù)能量守恒原理，通過此刻的電池電動勢以及工作電流，便可以計算此時電池能量的變化量；最后，根據(jù)前后兩次動態(tài)估算的時間間隔修正因電

4、池自放電而產(chǎn)生的能量損失；如此，利用上一時刻（t）的SOE值，計算下一時刻（t+1）的SOE值，不斷循環(huán)，實時更新SOE值，準(zhǔn)確反映動力電池能量狀態(tài)的變化。
　　通過CRUISE建立電動汽車整車動力學(xué)模型，以及Simulink建立電池SOE估算模型，進行不同工況下的聯(lián)合仿真實驗。通過仿真實驗結(jié)果的分析可知，本文電動汽車動力電池SOE估算方法具有較高的準(zhǔn)確性和實時性，估算誤差較小，能夠準(zhǔn)確反映電動汽車運行過程中動力電池的真實能量狀態(tài)