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插电式混合动力汽车锂离子电池SOC估算方法研究
| 论文题名： | 插电式混合动力汽车锂离子电池SOC估算方法研究 |
| 关键词： | 混合动力汽车;锂离子电池;荷电状态;等效电路;无迹卡尔曼滤波 |
| 摘要： | 能源紧缺与环境污染问题是现代汽车发展面临的最严峻的挑战，插电式混合动力汽车（PHEV）因油耗和排放低、电动续航能力强等优势被视为最具发展前景的新能源汽车之一。动力电池作为PHEV的动力源之一，其荷电状态（SOC）值是电池管理系统提供的重要参数之一，也是整车控制策略制定的基础。准确的SOC值对提升电池的使用安全性、使用寿命、改善整车的动力性以及经济性等均有重要作用。 本文以国内某公司生产的聚合物软包三元锂离子电池为研究对象，主要对电池特性、电池等效电路模型及参数辨识、电池SOC估算等进行了研究。主要工作如下： （1）分析了三元锂离子电池单体的特性及原理后，基于本文的电池实验平台对电池单体进行了开路电压特性实验、倍率放电实验、温度容量特性实验、循环寿命实验以及电池自放电特性实验。基于实验数据得到充放电倍率、温度以及循环次数等对电池容量的影响因素，基于影响因素对传统的SOC定义进行了改进。 （2）基于电池特性建立了二阶RC等效电路模型，采用最小二乘法对不同SOC值下的电压回弹特性进行拟合，辨识出电池模型参数值。对电池和模型施加相同工况，通过对比端电压值验证了模型以及参数的有效性。 （3）将平方根无迹卡尔曼滤波（SRUKF）与改进的SOC定义以及本文的离散化电池等效电路模型相结合来估算SOC值，解决了无迹卡尔曼滤波运行时出现的数值不稳定问题。分别在SOC初值不准确和因老化引起的电池容量不准确的情况下验证本文的估算方法，结果表明SRUKF修正算法可以很快消除干扰，估算的精度较高，鲁棒性较好。 （4）基于PHEV整车参数在Simulink中搭建了其整车动力学模型，将本文的SOC估算方法嵌入到电池模型中，在多个NEDC工况下进行仿真，结果表明SOC在合理的变化范围内，满足整车的控制策略，SRUKF修正算法适用于PHEV的电池SOC估算。 |
| 作者： | 吴燕 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 周云山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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