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混合动力汽车镍氢电池组荷电状态估算算法研究
| 论文题名： | 混合动力汽车镍氢电池组荷电状态估算算法研究 |
| 关键词： | 混合动力汽车;镍氢电池组;荷电状态;估算算法;电池管理系统 |
| 摘要： | 混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle，HEV)动力电池的SOC(State of charge，SOC，荷电状态)是电池管理系统的重要数据，HEV动力电池组的SOC要求实时、在线、准确估算，这也是HEV整车能量控制策略的前提，是不使电池组因过充、过放而提前损坏的保证。HEV动力电池组工作有自身的特点：温度间距大，温度间距能达到60摄氏度；充放电频繁且变化大。但现有的很多HEV电池组SOC 估算算法中要么没有考虑温度因素，要么把温度当成常量来处理；另外，电池的SOC和电池的端电压之间是非线性关系，但很多算法直接把这种关系当成线性来处理，导致HEV动力电池组SOC估算误差大。 本文介绍了汽车的发展趋势和混合动力汽车应解决的关键技术，MH-Ni电池的工作机理，对影响SOC估算的因素及效果做了全面的分析并对当前常用电池模型和传统SOC估算算法做了研究，提出了基于扩展卡尔曼的SOC估算策略，最后给出了SOC估算算法的实现及实验结果。 要实时、在线、准确估算电池组的SOC有三个因素是关键：建立合适的电池模型；电池SOC估算算法；电池管理系统的设计。在分析研究了前人的成果的基础之上，本文主要做了三个方面的工作：第一、建立了改进的RC电池模型，改进后的电池模型着重考虑了温度对SOC估算的影响，本文中电池模型的建立是基于实验法来建模的，因此在建模之前设计了大量的实验进行了大量的数据采集。第二、将扩展卡尔曼滤波算法用于电池SOC的估算，用泰勒级数展开法对电池状态方程进行了非线性化处理；第三、设计了电池的硬件和软件系统，对电池电压采样部分采用了总线结构设计方法，既简化了电路又提高了电路的可靠性。 实验结果证明，用改进后的电池模型基于扩展卡尔曼的电池SOC估算算法对电池组SOC的估算精度能满足HEV的要求且有明显的提高，温度特性也明显优于传统的估算方法的温度特性，对温度的变化有很好的适应性、匹配性。 |
| 作者： | 夏防震 |
| 专业： | 电机与电器 |
| 导师： | 吴麟章;吴铁洲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖北工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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