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基于模糊阈值的电动汽车电池组能量均衡控制策略研究
| 论文题名： | 基于模糊阈值的电动汽车电池组能量均衡控制策略研究 |
| 关键词： | 电池均衡策略;模糊控制;电动汽车;等效电路;锂离子电池 |
| 摘要： | 由于电池不一致性问题使得电池组容量利用率低，循环寿命不如单体电池，均衡管理是改善电池组不一致性的有效途径，具有重要的研究意义。然而目前均衡控制策略的研究处于初级阶段，控制过程的精度较为粗糙，在均衡过程中设置均衡控制参数时所考虑的因素不全面，使得均衡策略在实际运用中难以达到良好的效果，在提高均衡效果的过程中存在许多问题需要进一步改善和解决，因此本文在传统的以工作电压为均衡目标的均衡策略上针对控制参数和均衡流程等内容进行优化研究。 首先阐述了形成电池组不一致性的主要因素以及解决途径，讨论了不同的均衡变量进行均衡控制时的优缺点，从而确定了均衡目标变量;接着对比分析了主要的电池等效电路模型的特点和适用情况，选取Thevenin等效电路模型作为电池等效电路模型进行电池工作状态的建模分析，进而通过实验分析了锂离子电池的主要性能参数在不同充放电条件下的特性及其变化规律。 其次对电池充放电过程中工作电压的变化规律进行分析，找出影响锂离子电池工作电压变化的主要因素，通过等效电路模型建立相应的关系式，在此基础上提出动态阈值的思想，运用模糊算法对上述影响因素进行定量分析，对阈值进行模糊运算，在电池组充放电的全过程中将单体电池之间的工作电压差异控制在合理的范围之内。 然后根据该目标设计面向全过程的均衡控制策略，依据所提出的均衡思想，在电池工作之前进行主要参数识别，在电池组充放电过程中，检测电池工作电压，并依据辨识得来的参数计算此阶段的均衡阈值，并据此进行不一致性判别和均衡操作，结合均衡+滞环控制的方法，使均衡电池电压趋向于一致。 最后通过实验对所提出的均衡策略进行检验，从电池组放电过程中的电压和放电结束时最终电压分布情况以及放电剩余容量比和均衡动作启停次数等指标对优化的均衡策略算法性能进行评估，并与传统固定阈值的电压中心均衡策略进行对比。通过对两种策略进行对比实验分析，表明本文所设计的均衡策略能够有效地提高电池组能量利用率，降低了在均衡过程中因电池不一致性状态的误判而造成的能量消耗。 |
| 作者： | 马亚东 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘征宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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