电动汽车锂电池建模与SOC估计方法研究

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随着社会的不断发展,人民生活质量的不断提高,汽车已走进千家万户,成为人们生活中重要的交通工具。燃油汽车所产生的环境污染,能源消耗等问题也变得越加严重。电动汽车因为其污染小、使用成本低、噪声小等优势,开始逐渐走进大众视野。动力电池作为电动汽车中的重要一环,为电动汽车提供能量。在电池管理系统中,电池荷电状态(SOC)是其中重要的参数之一。本文以锂电池为实验对象,对锂电池的等效电路建模和SOC估算加以研究,具体研究内容如下:(1)介绍电动汽车和车载电池的发展状况,以三元锂电池为研究对象,对电池的内部结构以及电池特性进行分析。因为锂电池内部参数不能够直接测取,所以对锂电池进行充放电实验,通过不同倍率充放电和温度两方面进行分析,得到锂电池内部变化规律。(2)将不同种类的等效电路模型进行比较,选择二阶RC等效电路模型作为本文的等效电路模型。以脉冲充放电实验为基础,利用MATLAB中的拟合工具与其相结合,对模型中的参数进行辨识并进行验证。(3)建立电池模型输出方程和状态方程,利用扩展卡尔曼滤波对电池的SOC进行估算研究。针对扩展卡尔曼滤波中存在观测噪声为固定值的问题,提出基于模糊控制的卡尔曼滤波算法,设计模糊控制器使,观测噪声随系统运行发生改变。与传统卡尔曼滤波相对比,在软件中进行仿真验证,表明提出的方法具有较高的准确性,提高了系统的容错性。
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