基于智能算法的镍氢动力电池的soc估计

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1、分类号:TM9310710-2015125112硕士学位论文基于智能算法的镍氢动力电池的SOC估计田成林导师姓名职称程博副教授申请学位类别硕士学科专业名称机械设计及理论论文提交日期2018年4月5日论文答辩日期2018年5月14日学位授予单位长安大学Ni-MHBatterySOCEstimationBasedonIntelligentAlgorithmADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:TianChenglinSupervisor:A.P.ChengBoChang’anUniversit

2、y,Xi’an,China摘要动力电池在充放电时的电荷状态是电动能源车开发使用的一项重要内容，对于本论文选用的镍氢动力电池，具体展开了以下几项内容：首先是检测数据的传送与接收，由于此次实验是建立在无线充电平台上，所以选择的是无线网络；其次对于收集到的充放电数据来筛选等效电路模型，通过数据分析确定二阶RC电路模型；进而完成对模型参数的实时估计，最后在模型参数的基础上实现电池的SOC估计。无线网络的搭建和数据传输，选择ZigBee作为本文的应用技术。ZigBee技术主要使用在近距离无线通信中，可以完成多节点间无线网的建立、实现各节点间的无线通信。论文选用Zi

3、gBee技术来完成对无线充电系统二次侧的数据接收，接收到的数据为电池的充电电流和电池的端电压，进而可以对数据进行分析处理。镍氢动力电池的数学建模，在众多的电池模型中选择等效电路模型。针对n个RC网络结构的动力电池模型，选取n为1、2、3这三个模型为候选模型，利用电池的实验数据对模型进行参数辨识以及性能对比，从计算量和估计精度考虑选取合适的模型。建立了以端电压误差为标准的等效电路的评估标准，具体确定了针对镍氢动力电池的模型结构。动力电池模型根据无线网络所获得的数据，用递推的最小二乘法和KF算法对恒流充放电状态下和变流工况状态下的电路模型参数进行实时估计。电

4、池的端电压为算法的反馈环节，模型的输出电压值对实验值进行跟踪估计，进而推算出动力电池在各个时刻等效电路的极化电阻和极化电容值。要得到准确的SOC估计就需要运用准确的实时模型参数，使用双卡尔曼滤波法（DKF）对动力电池模型参数和电荷状态同时进行实时估计。在分析影响SOC估计误差之后，提出遗传优化双卡尔曼滤波法（GA-DKF）对过程噪声和测量噪声进行优化得到更为准确的电荷状态估计值。关键词：镍氢动力电池，无线充电，ZigBee协议，SOC估计，DKF算法，遗传算法iAbstractTheworkingstatusofthepowerbatteryduring

5、chargeanddischargeisanimportantpartofthedevelopmentoftheelectricenergyvehicle.TheNiMHbatterywasusedinthispaper.Thefollowingitemsarespecificallydeveloped.Thefirstisthetransmissionandacceptanceoftestdata.Thisexperimentisbasedonthewirelesschargingplatform,sowechosethewirelessnetwork

6、;thecollectedchargeanddischargedataareusedtoscreentheequivalentcircuitmodel,andthesecond-orderRCcircuitmodelisdeterminedthroughdataanalysis;thenthemodelparametersarecompleted.Real-timeestimation;basedonmodelparameters,batterySOCestimationisachieved.Facedwiththeconstructionanddata

7、transmissionofwirelessnetwork,ZigBeetechnologychosedfromthecommonlywirelesstechnologyistheapplicationtechnologyinthisarticle.ZigBeetechnologyismainlyusedintheshort-rangewirelessconnection.Itcancompletetheestablishmentofawirelessnetworkbetweenmultiplenodesandachievewirelesscommuni

8、cationbetweennodes.ThisarticlechoosesZig