电动汽车锂离子电池SOC估算方法-信号与信息处理专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 A Dissertation Submitted for the Degree of Master SOC Estimation Algorithm of Lithium-ion Battery for Electric Vehicle By Zhang Ting Hefei University of Technology Hefei, Anhui, P.R.China April,2014 万方数据 万方数据 April,2014 万方数据 万方数据 56 56 致谢 致 谢 三年的硕 士生涯 即将 结束，在即将 毕业的 时刻，向所有 给予我 帮助的老 师、默默 的为我 付出 的家人、 共同学 习和 生活的同 学表达 我最 诚挚的谢 意！ 首先向我 的导师 ，胡 社教教授 表示感 谢 ，以及实验 室刘勤 勤老 师，牛朝 老师。整 个研究 生阶 段，胡老 师都以 其严 谨的治学 标准在 影响 和激励着 我们， 为我们制 定了科 学合 理的培养 计划 ，丰富 我们的学 习生活 。胡 老师为我 们提 供了良好 的实验 室环 境，并 且让我 们有充 足的机会 结合项 目实 践进行学 习和 研究，有了平 时课题 的积累 ，才使 得论文 写作顺利 完成 。在论 文写作过 程中， 胡老师始 终在为 我们 把关，每周实 验室例 会上胡老 师都会 对我 们的论文 写作 进行指导 和修正 ，及 时提出修 改意见 。再 次向胡老 师表示 感谢 ，并祝 愿胡老 师身体健 康，工 作顺 利。 感谢我的 父母 ，在我 生活和学 习中你 们给 了我无私 的关怀 ，几 十年如一 日，一 直在为 我默 默 的奉献 。你们 的付 出 是我完成 学业的 保障 ；你们 的关怀 是我不断 前行的 动力 。衷心地 感谢你 们， 我最亲爱 的爸妈 ！感 谢我的女 友， 是你的陪 伴，让 我能 够快乐的 学习和 生活 ；是你的 期望， 让 我 更加的努 力。 感谢读研 期间共 同完 成学业的 郑文一 、张 靖、俞秀 文，以及甘 正飞、姜 玉奇、刘丽、郭强、巩祯、张梅、魏星 刚 等，和你们 一起学 习 和玩耍的 时光 是我人生 中一段 最美 好的回忆 。感谢 我的 室友牛杰 杰、林 炜盛 、林振宇 、吴 强、丁 飞以及 编外 成 员陈勇 ，谈到 和你 们 在一起的 时光 ，字 数 多的查重 率趋 近于零了 ，不多 说了 ，各种 HIGH！ 最后，向百忙 之中抽 出时间对 本论文 进行 审阅并提 出宝贵 意见 的各位专 家表示衷 心的感 谢。 作者：张 廷 2014 年 3 月 1 日 I 摘要 摘 要 随着汽车 保有量 的不 断增加 ，能源 消耗和 尾气排放 造成的 资 源 和环境压 力日益剧 增，电 动汽 车以其绿 色环保 ，低 碳节能的 优势受 到越 来越多的 关注。 电池作为 电动汽 车的 重要组成 部分， 其荷 电状态 (State of Charge,简称 SOC) 是电池管 理系统 (Battery Management System,简称 BMS)的 主要 参数，整车 控 制系统根 据 BMS 提 供的 SOC 数值来 决 定控制策 略，因 此 SOC 估算的 准确 与否对于 整车控 制有 着重要影 响。车载电 池由于其 工作环 境温 度变化大 ，电 流波动剧 烈，给 SOC 估算带来 了一定 难度 。 本文的研 究对象 是磷 酸铁锂电 池的 SOC 估 算方法，深入研 究了 影响 SOC 估算精度 的电池 模型 和 SOC 估算 方法。 本文首先 介绍了 磷酸 铁锂电池 的结 构特性和 工作原 理，对影响电 池性能 的主 要因素进 行了分 析，通过电池 实验 研究电池 的电压 、内 阻、容量 等基本 特性 ，为建立 电池模 型打 下基础。 针对纯电动汽车锂离子电池荷电状态在环境温度和放电电流变化较大 的情况下 估算精 度较 低的问题 ，采用 了一 种基于改 进的 Thevenin 模型的扩 展卡尔曼 滤波算 法（ EKF）。根据电 池性 能 模型，把电 池容量 作 为状态变 量， 把影响 SOC 估算精 度的环境 温度和 放电 电流作为 修正量 ，采 用自适应 扩展 卡尔曼滤 波算法 来提 高 SOC 估算 精度。 关 键 词： 电动汽车;锂 离子电池； 荷电状 态 ； Thevenin模 型；扩 展卡尔曼 滤波 II AB ABSTRACT With car ownership increasing pressure on resources and the environment caused by energy consumption and emissions increa