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电动汽车在线数据采集及安时法估计SOC研究

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电动汽车在线数据采集及安时法估计SOC研究

作者：马睿哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

新一代电动汽车以其零排放、低噪声等优点,引起人们的普遍关注并得到了极大的发展。在电动汽车的研究过程中,需要研制可靠的电动汽车储能系统的数据采集和分析系统,实现对储能系统状态参数的在线监测,并且为电动汽车的后期研究提供数据... 详细信息

新一代电动汽车以其零排放、低噪声等优点,引起人们的普遍关注并得到了极大的发展。在电动汽车的研究过程中,需要研制可靠的电动汽车储能系统的数据采集和分析系统,实现对储能系统状态参数的在线监测,并且为电动汽车的后期研究提供数据基础。电池的剩余电量SOC (State Of Charge)是储能系统最重要的状态参数,它直接预测电动汽车的续驶里程。准确的估计电池的SOC不仅可以避免对电池的过充和过放,而且对发挥电动汽车的最佳性能有着至关重要的作用。本文以超级电容客车的研制为背景,建立超级电容客车储能系统状态参数测试网络。通过接收下位机节点,包括1个电池管理模块和36个电池测量模块采集的诸多数据,实现对整个储能系统和432个电容单体的实时监测和数据保存的功能,为研究储能系统的性能和状态估计提供充足客观的数据基础。本文重点阐述了基于LabVIEW的上位机数据采集软件的研制过程。上位机主要实现CAN总线上数据的接收、分析处理、动态显示和分类保存等功能。本文对储能系统SOC的估计选择安时法进行研究。通过对镍氢电池进行恒流充放电实验和NEDC、FUDS、DST工况循环实验,研究长时间运行时电流传感器的测量误差对安时法估计SOC的影响。本文对上述三种工况进行了安时法估计SOC的仿真,研究当选用普通精度的电流传感器进行安时法估计SOC时的校正方法,减小由于电流传感器测量误差的积累对安时法估计SOC产生的影响,降低安时法估计SOC的校准频率。

关键词：储能系统 CAN总线安时法 SOC估计

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修正参数的安时法估算锂离子电池剩余电量

上海应用技术学院学报（自然科学版） 2014年第4期14卷 310-313,318页

作者：陈岚刘皓喆张谦范永清上海应用技术学院电气与电子工程学院上海201418

安时法是目前估算锂离子电池荷电状态(SOC)最常用的方法之一.由于安时法不能估计初始荷电状态(SOC0),且难于准确测量库仑效率和电池可用容量变化,会造成累计误差,影响SOC估算精度.考虑锂离子电池的可用容量会随环境温度、放电电流以及... 详细信息

安时法是目前估算锂离子电池荷电状态(SOC)最常用的方法之一.由于安时法不能估计初始荷电状态(SOC0),且难于准确测量库仑效率和电池可用容量变化,会造成累计误差,影响SOC估算精度.考虑锂离子电池的可用容量会随环境温度、放电电流以及电池老化等性能影响,结合开路电压法和安时法,对比实验数据进行误差分析与校正,提出了一种提高SOC估算精度的修正参数方法.仿真结果表明,用修正参数的安时法估算电池剩余电量可以减少误差,提高精度.

关键词：锂离子电池荷电状态安时法修正参数

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基于安时法的镍氢电池SOC估计误差校正

电工技术学报 2012年第6期27卷 12-18页

作者：于海芳逯仁贵朱春波马睿长春工业大学电气与电子工程学院长春130012 哈尔滨工业大学电气学院哈尔滨150001

针对安时积分法对镍氢电池SOC估计时存在的累积误差,分别对镍氢电池组进行了不同倍率下的恒流充放电试验和循环工况试验,研究电动车辆长时间运行时电流传感器的测量误差对安时法估计镍氢电池SOC的影响。通过分析试验系统中采用的不同电... 详细信息

针对安时积分法对镍氢电池SOC估计时存在的累积误差,分别对镍氢电池组进行了不同倍率下的恒流充放电试验和循环工况试验,研究电动车辆长时间运行时电流传感器的测量误差对安时法估计镍氢电池SOC的影响。通过分析试验系统中采用的不同电流传感器的精度,对镍氢电池管理系统中的电流传感器进行了建模,给出了普通精度电流传感器进行安时法估计镍氢电池SOC时的校正方法。仿真与试验的对比结果表明该校正方法可以减小普通精度电流传感器用于安时法估计镍氢电池SOC时产生的累积误差,降低了安时法估计镍氢电池SOC的校准频率。

关键词：电流传感器安时法 SOC估计镍氢电池校正

基于安时法的锂离子电池SOC估计实时校正方法

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汽车安全与节能学报 2017年第2期8卷 178-182页

作者：刘雄飞崔彬刘俊杰林勇中南大学物理与电子学院湖南金杯新能源发展有限公司

为减少工业常用荷电状态(SOC)估计方法——安时法的累积误差,提出一种实时校正的锂离子电池SOC估计方法。在0~60℃,放电倍率1 C、2 C、3 C和0.33 C下,进行锂离子电池放电实验,测量了电压、电流、温度,建立了锂离子电池放电数据库。从该... 详细信息

为减少工业常用荷电状态(SOC)估计方法——安时法的累积误差,提出一种实时校正的锂离子电池SOC估计方法。在0~60℃,放电倍率1 C、2 C、3 C和0.33 C下,进行锂离子电池放电实验,测量了电压、电流、温度,建立了锂离子电池放电数据库。从该库获取上述放电温度、放电倍率范围,SOC值为20%、80%时的开路电压,以此两点引入一条关于电压与SOC的直线。以该直线上某点电压所对应SOC作为修正项,并引入修正因子α,来校正安时法所得剩余电量SOC估计值。与实验值对比,该SOC估计结果的误差小于4%,符合工业需求。

关键词：锂离子电池荷电状态(SOC) 开路电压法安时法

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一种锂离子电池低温SOC估计算法

电工技术学报 2014年第7期29卷 53-58页

作者：冯飞逯仁贵朱春波哈尔滨工业大学电气工程学院哈尔滨150001

电动汽车在低温地区工作运行,电池组的性能会下降,低温对电池组充放电容量的影响比较大。为了使电动汽车在低温地区能够正常工作,低温下准确的SOC估计是必不可少的条件。本文提出了一种改进安时计量法适用于不同温度条件的电池SOC估计算... 详细信息

电动汽车在低温地区工作运行,电池组的性能会下降,低温对电池组充放电容量的影响比较大。为了使电动汽车在低温地区能够正常工作,低温下准确的SOC估计是必不可少的条件。本文提出了一种改进安时计量法适用于不同温度条件的电池SOC估计算法,该算法主要考虑了不同温度下电池实际可用容量的变化对SOC估计的影响,并且可以对不同温度下估算的SOC进行换算。通过平台实验验证,该算法在不同的温度环境下具有较高的精度。

关键词：磷酸铁锂电池 SOC估算低温安时法

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基于HSMM的铝空电池后期SOC估计

电子科技大学学报 2017年第2期46卷 380-385页

作者：张榆平陈栋罗杨杨忠孝朱贤彬罗安源电子科技大学自动化工程学院成都6111731

电池荷电状态(SOC)的估算精度是影响新能源汽车性能的重要因素之一。传统的安时法由于累积误差较大始终无法满足精确的SOC估计。该文采用基于隐半马尔可夫模型(HSMM)的SOC预测作为安时法的一个补充,使铝空电池后期估计精度可以得到保障... 详细信息

电池荷电状态(SOC)的估算精度是影响新能源汽车性能的重要因素之一。传统的安时法由于累积误差较大始终无法满足精确的SOC估计。该文采用基于隐半马尔可夫模型(HSMM)的SOC预测作为安时法的一个补充,使铝空电池后期估计精度可以得到保障。该模型的每个不同状态产生多组观察值,根据各个状态之间的转换概率以及状态驻留时间可以比较准确地预测后期各个状态下的剩余寿命。经过实验仿真验证,与单一的安时法相比,结合HSMM的SOC估计精度在后期有较大提升。

关键词：铝空电池安时法隐半马尔可夫模型荷电状态

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电动汽车电量计量技术的研究

清华大学学报（自然科学版） 1997年第3期37卷 46-49页

作者：齐国光李建民郏航徐玉民清华大学计算机科学与技术系智能技术与系统国家重点实验室

为了准确了解以蓄电池为动力的电动汽车所用电池的剩余电量，在讨论目前一些电池剩余电量计算方法的基础上，提出了一种基于开路电压法和安时法测量电池剩余电量的新方法。进一步讨论了计算模型的参数自调整和偏差自校正的思想，并在研... 详细信息

为了准确了解以蓄电池为动力的电动汽车所用电池的剩余电量，在讨论目前一些电池剩余电量计算方法的基础上，提出了一种基于开路电压法和安时法测量电池剩余电量的新方法。进一步讨论了计算模型的参数自调整和偏差自校正的思想，并在研制的一台剩余电量计上实现了用开路电压法和安时法测量电池的剩余电量。经初步测试，其误差在５％左右。文中详细介绍了这台剩余电量计的情况。

关键词：电动汽车剩余电量安时法计算法

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基于改进EKF的无人机SOC估算分析

电源技术 2019年第2期43卷 320-323页

作者：张宇王利杰吴铁洲张敏湖北工业大学电气与电子工程学院湖北武汉430068 湖北工业大学太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室湖北武汉430068

多旋翼无人机的工作情况要求采用精度很高的电池剩余电量(SOC)估算方法,而常用的安时法因其特性在该领域中无法做到精确估算,针对多旋翼无人机的工作特性,在戴维南电池模型的基础上,利用扩展卡尔曼滤波法(EKF)估算多旋翼无人机电池剩余... 详细信息

多旋翼无人机的工作情况要求采用精度很高的电池剩余电量(SOC)估算方法,而常用的安时法因其特性在该领域中无法做到精确估算,针对多旋翼无人机的工作特性,在戴维南电池模型的基础上,利用扩展卡尔曼滤波法(EKF)估算多旋翼无人机电池剩余电量,并为提高EKF算法的跟踪效果,加入实时调整因子,改进EKF算法。实验结果表明采用扩展卡尔曼滤波算法估算多旋翼无人机的SOC值有较好效果,改进后的算法相比改进前的算法精度又提高了25%,可以有效解决多旋翼无人机电池SOC值无法精准估算的问题。

关键词：多旋翼无人机剩余电量安时法扩展卡尔曼滤波法跟踪效果

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基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计

基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计

作者：余熠安徽工程大学

学位级别：硕士

随着石油能源的日益枯竭、环境污染越来越严重。传统能源汽车被新能源汽车逐渐取代将成为必然趋势。国内外都投入了大量的人力与物力从事新能源汽车的研制,目前电动汽车的整车技术研发已获成功,不过,电动汽车还是处于试运行阶段,距离大... 详细信息

随着石油能源的日益枯竭、环境污染越来越严重。传统能源汽车被新能源汽车逐渐取代将成为必然趋势。国内外都投入了大量的人力与物力从事新能源汽车的研制,目前电动汽车的整车技术研发已获成功,不过,电动汽车还是处于试运行阶段,距离大范围的使用还需要一定的时间。迟迟没能实现产业化推广,主要是受制于电动续航里程短、充电频繁且充电时间长、动力电池的易耗高价等瓶颈问题。控制充电器依据电池特性曲线对电池进行充电,这是实现动力电池快速充电的理想途径。目前,基于电池组端电压的充电方式是动力电池充电器的常用方法,它的优点是控制简单、易于实现,但这种充电方法跟随电池特性曲线的性能不理想,并且会导致电池组中部分单体电池严重过充,从而降低了电池的使用寿命。针对以上问题,以磷酸铁锂电池为充电对象,提出依据电池SOC(State Of Charge,电池荷电状态)估计值进行四段式充电的充电策略,改善充电器跟随电池特性曲线的性能,同时采用电能回馈式均衡方法实现各单体电池间的均衡充电,避免了单体电池过充现象,在确保电池充电寿命的前提下,实现对动力电池的快速与均衡充电。介绍了电动汽车发展概况及其关键技术,阐述了电动汽车充电技术的基本原理。利用移相全桥ZVS(零电压开关)变换器电路设计出充电器的主电路,研究了移相PWM控制模式,将结果进行了分析与Matlab仿真验证,并提出有效的均衡充电设计方案。以TMS320LF2407芯片为核心设计出整个系统的控制电路。分析了SOC的非线性特点和影响电池SOC估计的相关因素,从估算的实时性与精度等角度,对现有SOC估算方法进行比较,采用安时计量法结合卡尔曼滤波法实现SOC估算,并进行了SOC估计算法的设计。在此基础上,对依据SOC估计值实现四段式充电曲线和均衡充电的控制策略进行了深入研究,采用PID算法对充电器输出电流和输出电压进行调节,同时对系统软件进行了设计。最后,搭建出整机实验平台,对设计结果进行了实际验证。

关键词： SOC 安时法卡尔曼滤波移相PWM 均衡充电