基于18650锂电池SOC估测系统开发
在碳减排的大环境下，大力发展再生能源对实现“双碳”目标具有十分重要的意义，而再生能源最大的消费主力之一就是电动汽车。电动汽车的核心之一是电池管理系统（Battery Management System，BMS），BMS主要的作用就是实时监控汽车的行驶状态，但目前BMS仍有不足，存在精度低、体积大等问题。由于锂电池估测系统对汽车行驶安全至关重要，因此开发了精度更高、体积更小的锂电池估测系统。 论文研究了锂电池的特性，以18650锂电池为研究对象，设计了不同温度下锂电池容量和内阻测试实验以及不同放电倍率下锂电池容量和内阻测试实验。 建立了二阶RC等效电路模型并列出其函数表达式，根据函数表达式推导了状态空间方程，在matlab中对标定的OCV-SOC曲线进行拟合，在恒流脉冲工况下使用最小二乘法进行参数辨识，使用UDDS工况和恒流脉冲工况验证了模型的准确性。仿真结果表明，所建立的二阶RC等效电路模型准确度高，平均误差低于9.5mV。 搭建了锂电池SOC仿真估测平台，结合电池模型使用EKF和UKF算法对锂电池SOC进行估测。在UDDS工况和恒流脉冲工况条件下，验证了SOC估测算法的准确性，分析了估测算法的鲁棒性。实验结果表明，UKF算法与EKF算法都具有较高的估测精度，但UKF算法比EKF算法精度更高，误差更小。 设计了锂电池硬件原理图并说明各部分原理。从产品角度出发，制作了硬件估测装置外壳，结合硬件估测装置组装成完整的估测系统。使用Labview开发了锂电池状态监控界面，对估测系统进行恒流放电测试，验证估测系统的准确性。实验结果表明，锂电池估测系统估测结果准确，误差小，最大误差低于3％，硬件估测装置体积小巧，方便携带。
电动汽车;锂电池;容量测试;内阻测试;估测系统
西安石油大学
硕士
电气工程
李琳
2022
中文
U469.72;U464.93
2023-05-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）