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电动汽车锂电池组能量均衡策略的研究
| 论文题名： | 电动汽车锂电池组能量均衡策略的研究 |
| 关键词： | 电动汽车;磷酸铁锂电池组;能量管理;均衡分配 |
| 摘要： | 磷酸铁锂电池组作为电动汽车的动力来源，由于生产工艺及外界环境的影响，电池组中单体电池存在不一致性问题，导致电池组可用容量降低，续航里程及电池组使用寿命减少。电池组均衡技术已经成为了电动汽车发展的关键问题。 电池管理研究是研究领域的热点，包括电池组监测、估算SOC（电池荷电状态）、均衡策略等。电池SOC的一致性能够最有效提高电池一致性，SOC估计的准确性制约均衡策略的研究进展。目前被动均衡策略已经较为成熟，主动均衡策略仍存在较多不足。 针对电动汽车均衡策略目前存在的问题，基于扩展式卡尔曼滤波算法与LTC3300双向反激式变压均衡电路，实现电池组主动均衡系统，开展了如下工作： 1.研究锂离子电池的电气特性，分析电池组不一致性原因。本文根据锂离子电池的制造、使用和存放三种情况详细研究其不一致性出现的原因和阶段。然后选取试验对象进行试验并记录数据，根据数据分析电池内部的不一致性在电池外部的体现形式，给下文均衡判据的选择给予参考。 2.研究并分析现有的几种SOC估算方法和均衡策略的优缺点，设计SOC估计算法和锂离子电池均衡电路。本文选取双向反激式变压器均衡电路作为电路设计的主导方向；确定开路电压和SOC当作均衡判据，用单体电池SOC与平均SOC之间的差值进行衡量电池的一致性好坏；设计基于扩展式卡尔曼滤波算法的SOC估计算法以及在不同状态下的均衡策略，并进行仿真验证。 3.电池均衡系统的硬件电路和软件设计。从电动汽车的实际情况出发给出整体方案，然后进行电路细节设计最后完成整体电路焊接与上位机软件编写。 4.对设计完成的均衡系统与上位软件进行试验，观察均衡效果。 最后，对本文所设计的电动汽车均衡策略进行测试，结果表明，使用本文设计均衡策略的锂电池组在电池容量、续航能力、电池寿命方面均有较大的提高，均衡效果符合设计要求，具有一定的实用价值。 |
| 作者： | 李洋洋 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 金星 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长春工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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