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电动汽车电池组的均衡管理系统设计
| 论文题名： | 电动汽车电池组的均衡管理系统设计 |
| 关键词： | 电动汽车;电源管理;双向均衡;汽车电子学 |
| 摘要： | 随着能源枯竭和环境污染问题的日益严重，具备节能环保优势的电动汽车受到人们的广泛使用，电动汽车产业得到迅速的发展，其中电池箱的使用效率成为其续航能力的关键影响因素。电池组在生产、存储和使用过程中出现的不一致现象会对电动汽车的整体性能造成恶劣影响，而且电池内部的各个变量因素会使这种不一致现象进一步加剧，从而造成汽车电源系统整体性能的恶化，均衡技术的引入使得电池间不一致现象得到了有效的改善。均衡管理系统中的均衡模块能够实时的监控电池组中电池的各项性能指标，在采集各指标的数据之后进行分析处理，对电池组做出及时的预警和报警，及时的发现电池组中损坏的某个电池，防止因某一个电池损坏而导致电池组整体性能指标不合格的不良后果，有效的提高电池组充放电效率。 本研究主要内容包括：⑴从电池的生产、存储和使用三个方面对电池间不一致现象产生及其进一步加剧的原因进行分析，并指出不一致性对电池组性能的影响，在介绍了消除不一致性的几种方法之后，选取均衡技术作为本课题中消除电池间不一致性的方法，介绍主被动均衡方法及其优劣势。⑵对系统中微控制器、充电控制模块和数据的采集、显示及存储等模块的功能进行研究，利用储能元件建立非耗散型的双向拓扑均衡结构电路，之后建立均衡管理系统。⑶选取某型号的电池分别对基于电压和SOC(State Of Charge)的两种均衡法进行实验比较;在分析这两种方法各自的优缺点之后，决定选取基于SOC的均衡法作为本课题的均衡方法，并在此基础上建立电池单体和电池组模型，并采用粒子滤波PF(ParticleFilter)法去估计SOC。⑷验证PF法的准确性。在相同条件下对相同的实验对象分别使用扩展卡尔曼滤波EKF(Extended Kalman Filter)法和PF法，根据实验得到这两种方法的均方根误差RMSE(Root-Mean Square Error)和最大绝对误差MAE(Maximum Absolute Error)对这两种均衡算法的性能进行分析，结果表明FP法比EKF法的估算精度要高。⑸在PF-SOC的基础上提出先让高SOC电池放电和先给低SOC电池充电的两种均衡方式，并进行实验分析得出这两种方式所适用的均衡环境。 |
| 作者： | 杜浩 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 高金辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南师范大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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