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基于模型的动力电池参数估计研究
| 论文题名： | 基于模型的动力电池参数估计研究 |
| 关键词： | 电动汽车;锂离子电池;燃料电池;参数估计;动力电池 |
| 摘要： | 动力电池是电动汽车、混合动力汽车以及燃料电池汽车的关键部件，对整车的动力性、安全性和经济性都有重大影响。为了确保电池安全、可靠地运行并保持电池工作在最佳状态，必须有电池管理系统(BatteryManagementSystem，BMS)。BMS基于电池本身的状态和整车的需求对电池管理和控制。电池的电压、电流和温度等状态可以通过传感器直接检测得到，但是电池的荷电状态(StateofCharge，SOC)等无法由传感器直接测量，必须通过某种算法间接估计得到，而这些算法都离不开电池的模型及其参数。电池等效电路模型及其参数为电池的硬件在环仿真分析提供基础，为SOC估计和SOH估计提供依据，为动力蓄电池的管理和控制提供了参考。 本文分析了不同的化学电源内部机理与外特性的相似性，并提出了适合不同电池的统一形式的简单等效电路模型。介绍了研究动力蓄电池基本特性的三种试验，在此基础上深入分析了锂离子电池、镍氢电池和燃料电池的等效电路模型，并简单分析了影响动力电池的参数和状态的几个因素。 介绍了参数估计的基本原理，并对影响系统可辨识性的因素进行了分析和研究；分析了几种常用的参数估计方法：最小二乘法、随机逼近法、极大似然法以及双卡尔曼滤波法等，并比较了它们各自的优缺点。在考虑到算法性能和算法代价的情况下，采用最小二乘法和双卡尔曼滤波参数估计方法对锂离子电池和燃料电池进行了估计，并对估计结果进行了分析和验证。此外，本文还提出了最小二乘算法和卡尔曼滤波相结合的状态和参数联合估计方法。最后，文章介绍了电池管理系统的硬件设计与实现。 本文针对燃料电池汽车、混合动力汽车及电动汽车用动力电池的工作特性，对动力电池的参数估计进行了深入的研究和分析。通过对本课题的研究建立电动汽车动力电池等效电路模型参数估计的方法体系。该体系通过对电池外特性的研究建立其等效电路模型，在此基础上根据电池的实际运行时的电压、电流等信号采用特定的参数估计算法估计出模型的参数。 |
| 作者： | 陈金干 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 魏学哲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学汽车学院 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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