基于CKF的鋰電池SOC估算及其電池管理系統(tǒng)研究.pdf

1、當(dāng)今社會(huì)，隨著人們對(duì)能源和環(huán)境的依賴越來(lái)越強(qiáng)，能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)越來(lái)越被大家所重視，新能源汽車成為世界各國(guó)汽車行業(yè)領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向。動(dòng)力電池是影響新能源汽車發(fā)展的重要因素之一。鋰電池因?yàn)橄啾扔谄渌麅?chǔ)能電池具有眾多優(yōu)點(diǎn)而在新能源汽車方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但鋰電池組在使用時(shí)各單體電池間存在不一致性，會(huì)對(duì)鋰電池容量、使用壽命等造成嚴(yán)重影響，因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的電池管理系統(tǒng)(BMS)來(lái)解決這一問(wèn)題。而對(duì)鋰電池荷電狀態(tài)(SOC)的估算又是電池管理

2、系統(tǒng)的重點(diǎn)及核心之一。本文對(duì)基于容積卡爾曼濾波(CKF)的鋰電池荷電狀態(tài)估算方法進(jìn)行了研究，并研究設(shè)計(jì)了相應(yīng)的電池管理系統(tǒng)，論文主要工作及成果如下：
　　1、闡述了在節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的大背景下發(fā)展電動(dòng)汽車的必要性，表明鋰電池在電動(dòng)汽車運(yùn)用方面存在的優(yōu)勢(shì)，指出了電池管理系統(tǒng)研究對(duì)鋰電池組的重要意義，分析了電池管理系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，闡明了荷電狀態(tài)定義及研究現(xiàn)狀，并給出了本文研究?jī)?nèi)容。
　　2、分析了鋰電池充放電特性及溫度特性

3、，闡述了內(nèi)部電阻式、戴維南式、PNGV式和Massimo Ceraolo式等幾種典型的鋰電池等效電路模型，設(shè)計(jì)了雙RC并聯(lián)回路式等效電路模型，列出了該等效電路模型下的離散化狀態(tài)方程和輸出方程，并進(jìn)行了鋰電池開(kāi)路電壓(OCV)與荷電狀態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。
　　3、分析了安時(shí)積分法、開(kāi)路電壓法、內(nèi)阻分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和卡爾曼濾波法等電池荷電狀態(tài)估算方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件，提出了基于容積卡爾曼濾波原理的鋰電池荷電狀態(tài)估算方法，與無(wú)跡卡爾曼濾