本文關(guān)鍵詞：基于等效電路模型的鋰離子電池組SOC估算研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋰離子電池因其無污染、能量密度高等優(yōu)勢,已廣泛應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品中,同時隨著傳統(tǒng)能源的匱乏和低碳經(jīng)濟的提倡,大容量的鋰離子電池已經(jīng)應(yīng)用于后備儲能和電動汽車的動力電源等方面。為了深入對電池的研究,需要建立電池的等效模型,準確的模型對電池管理及靠電池供電的系統(tǒng)開發(fā)都具有十分重要的意義。鋰離子電池的荷電狀態(tài)(State of Charge,SOC)是一個非常重要的狀態(tài)變量,與電池的壽命、安全性和使用效率密切相關(guān),SOC的估算是電池管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。本文在研究電池模型的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)對電池SOC的準確估算。論文首先介紹了鋰離子電池的工作原理和性能參數(shù),對18650鋰離子電池組進行了充放電特性實驗、開路電壓特性實驗以及混合脈沖功率特性(The Hybrid Pulse Power C haracterizat ion,HPPC)實驗,以實驗分析結(jié)果及電池常用電路模型為基礎(chǔ),建立了考慮溫度參數(shù)的二階RC等效電路模型。根據(jù)HPPC實驗結(jié)果,采用非線性最小二乘法實現(xiàn)了模型在不同SOC狀態(tài)下的參數(shù)辨識,同時利用指數(shù)擬合以及多項式擬合的方法得到了每個參數(shù)與SOC之間的函數(shù)關(guān)系,并驗證了電池模型參數(shù)的準確性�；贛atlab/Simulink環(huán)境,利用高斯-厄米特濾波(Gauss-Hermite Quadrature Filter,GHQF)算法解決了電池等效電路模型中狀態(tài)空間方程的狀態(tài)估計問題,設(shè)計了基于GHQF的SOC估算方法。最后把所建立模型的仿真輸出結(jié)果與真實值進行對比,驗證算法的準確性。本文所建立的電池等效模型能夠很好地模擬電池的動靜態(tài)特性,滿足實際應(yīng)用和仿真的精度要求;基于GHQF的電池SOC估算方法獲得了較高的準確度,具有較好初值魯棒性和抗干擾能力。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 電池模型 SOC估算 GHQF
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 課題研究背景及意義8-10
• 1.2 動力電池發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3 鋰離子電池模型研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 鋰離子電池SOC估算研究現(xiàn)狀13-16
• 1.5 本文研究內(nèi)容16-17
• 2 鋰離子電池工作原理和特性17-25
• 2.1 鋰離子電池的工作原理17-19
• 2.1.1 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)17-18
• 2.1.2 鋰離子電池的化學(xué)反應(yīng)原理18-19
• 2.2 鋰離子電池的主要性能參數(shù)19-22
• 2.2.1 電池的電壓19
• 2.2.2 電池的內(nèi)阻19-20
• 2.2.3 電池的容量20-21
• 2.2.4 荷電狀態(tài)21
• 2.2.5 電池的能量和功率21-22
• 2.2.6 鋰電池的充放電特性22
• 2.3 影響鋰離子電池性能的主要因素22-24
• 2.3.1 溫度23
• 2.3.2 電流23
• 2.3.3 電壓23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 3 鋰離子電池特性試驗及分析25-33
• 3.1 試驗對象及平臺25-26
• 3.2 鋰離子電池充放電特性實驗及分析26-28
• 3.3 鋰離子電池開路電壓特性實驗及分析28-31
• 3.4 鋰離子電池混合脈沖功率特性實驗及分析31-32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 4 鋰離子電池模型及參數(shù)辨識33-49
• 4.1 電池模型概述33-34
• 4.2 電池等效電路模型34-37
• 4.2.1 Rint模型34-35
• 4.2.2 Thevenin模型35-36
• 4.2.3 PNGV模型36
• 4.2.4 二階RC模型36-37
• 4.2.5 GNL模型37
• 4.3 改進的二階RC模型37-39
• 4.4 模型的參數(shù)辨識39-48
• 4.4.1 參數(shù)辨識工具及原理39-40
• 4.4.2 電池模型參數(shù)辨識結(jié)果40-45
• 4.4.3 電池模型辨識參數(shù)驗證45-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 5 鋰離子電池組SOC估算49-62
• 5.1 擴展卡爾曼濾波算法49-51
• 5.2 高斯-厄米特濾波算法51-53
• 5.3 基于電路模型的SOC估算53-56
• 5.3.1 電池等效電路模型的狀態(tài)空間方程53-54
• 5.3.2 電池組SOC估算的遞推計算54-56
• 5.4 電池組SOC估算方法仿真驗證56-60
• 5.5 本章小結(jié)60-62
• 結(jié)論62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-70
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的與學(xué)位論文內(nèi)容相關(guān)的學(xué)術(shù)論文及研究成果70

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