【摘 要】
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随着全球化石能源紧缺、自然环境污染和极端天气等带来的问题日益突出,加速研究开发与推广应用新能源汽车已成为全球共识。特别在中国,发展新能源汽车产业已上升为国家战略。锂离子动力电池作为电动汽车的主要能量来源,对其荷电状态(State of Charge,SOC)进行准确估计是锂离子电池在电动汽车应用的技术难点也是核心技术之一,同时也是电池安全,可靠,高效运行的重要保障。本文主要围绕着如下内容展开研究:
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随着全球化石能源紧缺、自然环境污染和极端天气等带来的问题日益突出,加速研究开发与推广应用新能源汽车已成为全球共识。特别在中国,发展新能源汽车产业已上升为国家战略。锂离子动力电池作为电动汽车的主要能量来源,对其荷电状态(State of Charge,SOC)进行准确估计是锂离子电池在电动汽车应用的技术难点也是核心技术之一,同时也是电池安全,可靠,高效运行的重要保障。本文主要围绕着如下内容展开研究:1、研究了锂离子动力电池一阶和二阶Thevenin等效电路模型及其参数辨识方法,包括基于指数函数拟合的离线参数辨识方法,以及带遗忘因子的递归最小二乘法(FRLS)在线参数辨识方法,并对两种方法的性能进行了对比分析。用控制变量法分析了模型内部各个参数,不同阶数拟合的OCV-SOC曲线及电压、电流测量噪声对SOC估计精度的影响,同时研究了电池老化对模型参数的影响。2、提出了一种基于改进自适应容积卡尔曼滤波(ACKF)的在线SOC估计算法,通过引入自适应协方差匹配的方法对误差进行自动调节。基于FUDS工况和NEDC工况模拟测试数据的实验结果表明,改进的ACKF算法在无初始SOC误差时的均方根误差(RMSE)均小于0.5%,并且在估计精度、收敛速度和鲁棒性等方面均优于传统的无迹卡尔曼滤波(UKF)和容积卡尔曼滤波(CKF)算法。3、鉴于温度是影响锂离子动力电池性能和寿命的重要因素之一,通过温度变化曲线、热成像图和电池热模型等技术手段,综合分析了锂离子动力电池在不同电流倍率、不同老化条件下充放电过程中的表面温度分布特性,为开发能够延长电池使用寿命、保证电池安全高效运行的管理系统提供参考。
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