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基于H∞滤波器的锂电池SOC估计与功率预测方法的研究
| 论文题名： | 基于H∞滤波器的锂电池SOC估计与功率预测方法的研究 |
| 关键词： | 电动汽车;锂离子电池;荷电估计;功率预测;H∞滤波器 |
| 摘要： | 为了缓解能源危机、减少环境污染，电动汽车在近年来得到了很大的应用与发展。锂离子电池作为一种新能源，因其在多方面的优点，如环保、比能高等，成为电动汽车的主流动力来源。虽然锂离子电池的技术在不断完善，但它在寿命和安全问题上仍旧无法完全满足使用的需要。电池的充电状态与极限放电能力对电动汽车的性能有着重要的影响。所以需要准确评估锂电池的荷电状态SOC(state of charge)和功率状态SOP(state of power)。 本文针对磷酸铁锂单体电池在充放电过程中表现出的动态特性，建立了一种考虑电压滞回特性的二阶RC等效电路模型，同时引入了H∞滤波算法。将上述模型和H∞滤波算法应用到锂离子电池的SOC估计中，并和目前广泛应用的扩展卡尔曼滤波算法(Extended Kalman Filter，EKF)作比较。经实验验证，这种算法大幅度降低了SOC估计过程中的模型误差和算法误差，提高了估计的鲁棒性。最后将电池电压、电流和SOC的估计结果作为综合约束条件来预测锂离子电池实际可用的最大充放电功率。在脉冲充放电实验的基础上，通过与混合脉冲功率预测算法的比较，验证了本文提出的联合约束算法估算SOP的方法在预测电池功率状态时具有较高的准确性。 本文在最后一部分设计了锂离子电池性能估计的硬件平台。整个硬件系统分为电池主控功能单元和测控功能单元。测控单元主要负责对电池的工作状态参数进行监控显示，并将状态信息上传至主控单元;主控单元通过采集到的状态信息用算法估计出电池的SOC，估计算法采用基于模块的方法编写。 |
| 作者： | 王莉 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 程泽;褚以人 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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