电动客车蓄电池组SOC监测评估及应用研究

作     者：曾求勇 

作者单位：桂林电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：范兴明

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：电动客车 动力电池 SOC 评估 安时法 开路电压法 扩展卡尔曼滤波法 

摘      要：随着环境污染和能源危机的加剧,电动汽车以其节能环保的优势,成为了未来汽车发展的一个重要方向,得到了各国政府和企业的重点关注。动力电池作为电动汽车的主要动力源,是电动汽车的重要组成部分。电池SOC(state of charge,SOC)值是反映电池剩余电量的一个重要参数,是用来诊断电池健康状态、制定能量管理策略和判断电池是否过充放电等的重要依据之一。因此对电动汽车动力电池SOC值进行监测和评估十分必要。论文首先阐述了电池SOC的定义,分析了其主要影响因素,详细总结了目前评估动力电池SOC值的各种方法,分析比较了各方法的特点及应用场合,并对电池SOC估计技术的研究发展方向进行了展望。在综合比较电池SOC值的各种估算方法后,确定采用改进的安时法对电池SOC值进行实时估算。论文重点针对安时法的不能确定初始值和具有累积误差两个问题进行了研究改进。本文采用开路电压法估算电池SOC初始值,解决了安时法的初始值问题。基于卡尔曼滤波法较强的误差修正能力,论文采用卡尔曼滤波法与安时法通过权值结合的方式对安时法进行了改进,解决了安时法的累积误差问题。在卡尔曼滤波法估计电池SOC值的过程中,本文选取了应用广泛的戴维宁等效电路模型并对其进行了参数辨识。论文通过在Matlab/Simulink中对改进的安时法进行仿真分析,验证了该方法的可行性,为SOC在线评估系统和SOC估算算法的设计提供了仿真依据。在理论分析和研究的基础上,基于TI公司生产的TMS320LF2407数字信号处理器,本文设计并实现了电动客车动力电池组SOC在线评估系统。最后在实验室条件下,论文对电池SOC值与开路电压之间的关系进行了离线标定,并对所设计的电池SOC在线评估系统进行了实验验证。实验结果表明本文研究的SOC估算算法和电动客车动力电池组SOC在线评估系统,能够实现监测电池状态参数的功能,达到了对电池SOC值进行监测与评估的目标,满足电池SOC在线评估的要求,具有一定的工程参考价值。