純電動汽車電池管理數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的研究

【摘要】：鋰離子電池有電壓高、循環(huán)壽命長、工作溫度范圍廣等優(yōu)點，是應用在電動汽車上最有市場前景的蓄電池。應用于電動汽車電池的等效模型有很多，在歸納總結常用電池模型的基礎上，本文選擇了簡單有效的戴維南等效電路模型，使用Excel線性回歸法對電池模型的開路電壓、歐姆內阻、極化內阻和時間常數(shù)進行了離線辨識，在MATLAB軟件平臺上，基于擴展卡爾曼濾波法對模型參數(shù)進行了在線辨識，并對不同工況下離線和在線參數(shù)辨識結果進行了對比，驗證了在線參數(shù)辨識方法的有效性。 然后在綜合分析目前電池SOC估計方法的基礎上，提出了基于電池模型參數(shù)在線辨識的SOC估計方法，并通過對比分析確定使用DST工況下在線辨識的OCV與SOC關系曲線來估計FUDS工況下電池的SOC。 為了分析實際電動汽車工作環(huán)境下電池的變化特性，根據(jù)數(shù)據(jù)分析的功能需求，開發(fā)了電動汽車動力電池組特性數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，并將本文提出的基于在線參數(shù)辨識的SOC估計方法集成到軟件系統(tǒng)中。實現(xiàn)了對不同電動汽車數(shù)據(jù)智能化的讀取、分析、故障診斷和顯示。 最后對臺架實驗和實車數(shù)據(jù)進行了電池組的模型參數(shù)辨識，驗證了電池間本身的不一致性以及模擬和實際工況下由于剩余電量不同導致的不一致性。在數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中，通過比較分析純安時法、安時-開路電壓法和基于在線參數(shù)辨識的SOC估計三種算法估計實際電動汽車中電池的SOC曲線，驗證了本文SOC估計算法的有效性。 【關鍵詞】：鋰離子電池 參數(shù)辨識 SOC估計 數(shù)據(jù)分析
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM912;U469.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 課題來源及研究的目的和意義8-9
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀分析9-16
• 1.2.1 鋰離子電池的現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)9-12
• 1.2.2 SOC 估計國內外的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.3 數(shù)據(jù)分析國內外的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文研究內容16-17
• 第2章 電池模型參數(shù)辨識及 SOC 估計算法17-40
• 2.1 引言17
• 2.2 鋰離子電池的工作原理及特點17-18
• 2.3 電池模型參數(shù)辨識18-36
• 2.3.1 電池端電壓模型18-22
• 2.3.2 參數(shù)辨識22-25
• 2.3.3 仿真分析25-34
• 2.3.4 SOC-OCV 對應關系的建立34-36
• 2.4 SOC 估計算法36-39
• 2.4.1 SOC 估計算法分類36-37
• 2.4.2 改進的安時法37-38
• 2.4.3 基于在線參數(shù)辨識的 SOC 估計方法38-39
• 2.5 本章小結39-40
• 第3章 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)軟件設計40-54
• 3.1 引言40
• 3.2 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)總體規(guī)劃40-41
• 3.3 軟件功能及結構41-42
• 3.3.1 軟件功能41-42
• 3.3.2 軟件結構42
• 3.4 電池包信息模塊設計42-43
• 3.4.1 存儲電池包信息42
• 3.4.2 調用電池包信息42-43
• 3.5 數(shù)據(jù)讀取模塊設計43-44
• 3.6 整車信息模塊設計44-46
• 3.7 單體信息模塊設計46-47
• 3.7.1 單體信息界面設計46-47
• 3.7.2 SOC 估計模塊設計47
• 3.8 故障信息模塊設計47-49
• 3.8.1 整體故障信息模塊設計48-49
• 3.8.2 電壓跳變故障信息模塊設計49
• 3.9 游標控制模塊設計49-50
• 3.10 分段顯示模塊設計50-51
• 3.11 應用程序與安裝包發(fā)布51-53
• 3.12 本章小結53-54
• 第4章 實驗與結果分析54-64
• 4.1 引言54
• 4.2 臺架實驗驗證54-62
• 4.2.1 電池組 HPPC 仿真分析54-57
• 4.2.2 SOC 初始值相同的 FUDS 仿真分析57-58
• 4.2.3 SOC 初始值不同的 FUDS 仿真分析58-61
• 4.2.4 實車數(shù)據(jù)參數(shù)辨識61-62
• 4.3 不同 SOC 算法之間的比較62-63
• 4.4 本章小結63-64
• 結論64-65
• 參考文獻65-70
• 致謝70

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