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原文传递电动汽车电池管理系统研究

论文题名：	电动汽车电池管理系统研究
关键词：	电动汽车;电池管理系统;电池模型;SOC估计;均衡控制;卡尔曼滤波法
摘要：	在我国能源对外依存度超过50％和发展低碳经济的大背景下，发展新能源汽车已是大势所趋。电池及其管理系统是新能源汽车的核心，是新能源汽车技术和成本上最大的瓶颈。通过多年的发展，我国与国外在电池性能方面的差距不大，但是在整个车用动力电源系统的性能方面还存在着不小的差距。本中以纯电动汽车锂离子电池管理系统为研究对象，分别就电池充电、剩余电量估计和电池均衡这三个方面进行研究。　　充电技术决定了电动汽车的使用范围和电池的寿命，充电时间较长是制约其推广应用的瓶颈。首先对锂电池的工作原理及其性能进行分析;然后对现有的充电方式进行了介绍;最后，根据马斯最佳充电电流曲线，本文决定采用恒流-恒压的充电方式，并指出充电过程中，各个阶段不同的充电电流和截止条件。　　 SOC(StateOfCharge)是电池管理的重要参数，是其容量的直接反映，既可为驾驶员提供续航里程信息，又可为电池组管理和维护提供依据。本文介绍了影响SOC的因素，并对现有的电池模型的进行介绍;然后，提出一种电流积分法(包含电池老化程度(SOH)、充放电倍率和温度补偿系数)与Thevenin等效电路模型相结合的锂离子电池模型;接着，介绍了几种SOC算法，对开尔曼滤波和扩展的卡尔曼滤波算法进行详细介绍;最后，采用一种安时法与扩展的卡尔曼滤波法(AH-EKF)相结合的SOC估计方式，并通过仿真验证其有效性。　　电池组的均衡控制不仅有助于提高电池的使用时间，还可以延长电池的使用寿命。本文分析了产生不均衡的原因，还针对目前不同的分类标准对其进行分类;然后，讨论了几种典型的均衡控制方式的局限性;最后提出了一种由反激变换器式和Boost-Buck斩波电路式相结合的二级式均衡控制方法，并给了出控制策略，通过实验验证了方法的优越性。　　最后，论文汇总了所设计的锂离子电池管理系统的总体功能，以及各模块的硬件电路的设计和软件的流程图。
作者：	范玉超
专业：	控制理论与控制工程
导师：	冯冬青
授予学位：	硕士
授予学位单位：	郑州大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文