發(fā)布時間：2018-05-17 11:04

  本文選題：模糊綜合評價體系 + 灰色關(guān)聯(lián)度理論��； 參考：《合肥工業(yè)大學》2017年碩士論文

【摘要】：在近年來的研究和應(yīng)用中,電池均衡技術(shù)取得了長足進展,然而各類均衡技術(shù)在均衡速度、均衡效率、均衡成本、充放電時間、擴展性能、均衡實時性、均衡精確性、電池組壽命影響程度、均衡實現(xiàn)性等方面的表現(xiàn)參差不一,尋求最優(yōu)電池組均衡方案具有現(xiàn)實意義。本文將均衡拓撲類型優(yōu)選作為研究出發(fā)點,從多評價角度對均衡拓撲類型進行評判。然后將該優(yōu)選方法運用到SOC的估算算法篩選之中優(yōu)選出最優(yōu)估算算法,并在所優(yōu)選出的均衡拓撲類型基礎(chǔ)上,通過改進其對應(yīng)的傳統(tǒng)均衡算法和搭建最簡均衡拓撲結(jié)構(gòu),進一步提高均衡方案的綜合性能。首先,構(gòu)建基于模糊理論建立了均衡拓撲類型綜合評價體系,包括評價指標的提取和評價指標集數(shù)學模型、評價指標權(quán)重求解模型、隸屬度函數(shù)以及綜合評價函數(shù)的建立。其中:(1)從分析均衡拓撲類型所對應(yīng)的傳統(tǒng)均衡算法入手,得出均衡拓撲類型對串聯(lián)電池組均衡效果的主要影響因素,進而提取均衡拓撲類型評價指標。(2)基于灰色關(guān)聯(lián)度理論,利用六位專家打分對評價指標權(quán)重進行求解,增強權(quán)重選取的有效性。(3)依據(jù)均衡拓撲類型在各評價指標中的優(yōu)劣程度排序結(jié)果及隸屬度分辨率確立評價指標隸屬度函數(shù),保證隸屬度函數(shù)的合理性。其次,從“軟件”的角度提升均衡方案的綜合性能。該部分包括兩個方面:(1)利用均衡拓撲綜合評價體系中所蘊含的信息對傳統(tǒng)均衡算法進行改進,將傳統(tǒng)的“削峰”和“填谷”均衡算法相結(jié)合建立一種新型“削峰填谷”均衡算法。(2)將均衡拓撲綜合評價體系應(yīng)用于SOC估算算法的優(yōu)選之中,制定了基于鋰離子單體電池一階RC改進模型的擴展卡爾曼濾波算法SOC估算算法。再次,以結(jié)構(gòu)簡單、操作性能好、操作能耗低作為切入點,進行均衡硬件系統(tǒng)設(shè)計,從“硬件”的角度提高均衡方案的整體性能。該部分包含三個方面:(1)運用圖論和排列組合的知識列舉出優(yōu)選的均衡拓撲類型對應(yīng)的所有均衡拓撲結(jié)構(gòu),利用多繞組變壓器可以簡化連接關(guān)系這一特性確立均衡拓撲最簡結(jié)構(gòu)。(2)利用mosfet通態(tài)內(nèi)阻遠低于肖基二極管和mosfet體二極管的特性,通過同步整流操作方式降低均衡過程中的能量損耗。(3)利用單周期控制技術(shù)使得均衡輸入電流恒定,提高均衡可控性。最后,將制定的均衡策略導入到均衡硬件系統(tǒng)之中,并對串聯(lián)電池組進行均衡實驗,結(jié)果表明本方案可行且高效。
[Abstract]:In recent years, great progress has been made in the research and application of battery equalization technology. However, all kinds of equalization techniques have made great progress in equalization speed, equalization efficiency, equalization cost, charge / discharge time, extended performance, equalization real time, equalization accuracy, etc. The performance of battery life influence degree, equalization realization is different, so it is of practical significance to seek the optimal battery pack equalization scheme. In this paper, the optimal selection of equilibrium topological types is taken as the starting point of the research, and the equilibrium topological types are judged from the point of view of multiple evaluation. Then the optimal selection method is applied to the selection of SOC estimation algorithm, and based on the selected optimal topology type, the corresponding traditional equalization algorithm is improved and the minimal equilibrium topology structure is built. Further improve the comprehensive performance of the equalization scheme. Firstly, a comprehensive evaluation system of equilibrium topological types based on fuzzy theory is established, which includes the extraction of evaluation indexes, the mathematical model of evaluation index set, the calculation model of evaluation index weight, the membership function and the establishment of comprehensive evaluation function. (1) starting from the analysis of the traditional equalization algorithm corresponding to the equilibrium topology type, the main influencing factors of the equilibrium topology type on the equalization effect of the series battery pack are obtained, and then the evaluation index of the equilibrium topology type is extracted, which is based on the grey correlation degree theory. The evaluation index weight is solved by six experts, and the validity of weight selection is enhanced. The membership function of evaluation index is established according to the ranking result of the degree of equilibrium topology type in each evaluation index and the resolution of membership degree. The rationality of membership function is guaranteed. Secondly, from the point of view of software, the comprehensive performance of the equalization scheme is improved. This part includes two aspects: 1) the traditional equalization algorithm is improved by using the information contained in the comprehensive evaluation system of equilibrium topology. A new "peak cutting and valley" equalization algorithm is established by combining the traditional "peak cutting" and "valley filling" equalization algorithms. (2) the comprehensive evaluation system of equilibrium topology is applied to the optimal selection of SOC estimation algorithm. An extended Kalman filter (SOC) estimation algorithm based on the improved first order RC model of lithium ion cell is developed. Thirdly, with simple structure, good operation performance and low operating energy consumption, the balanced hardware system is designed to improve the overall performance of the equalization scheme from the point of view of "hardware". This section contains three aspects: 1) using graph theory and permutation and combination knowledge to enumerate all the equilibrium topologies corresponding to the selected equilibrium topological types. Using the characteristics of multi-winding transformer to simplify the connection relationship, the simplest structure of equalization topology can be established.) the on-state internal resistance of mosfet is much lower than that of Schottky diode and mosfet bulk diode. The single period control technique is used to make the equalization input current constant and the equalization controllability is improved by using synchronous rectifier operation to reduce the energy loss in the equalization process. Finally, the proposed equalization strategy is introduced into the equalization hardware system, and the equalization experiment of the series battery pack is carried out. The results show that this scheme is feasible and efficient.
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM912

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本文編號：1901124