基于剩余电量预测的串联动力锂电池组主动均衡控制研究

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1、学校代号10532学号S1502W0160分类号U469.72密级公开工程硕士学位论文基于剩余电量预测的串联动力锂电池组主动均衡控制研究学位申请人姓名文明培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称鄂加强教授、胡辽平研究员学科专业动力工程研究方向电动汽车控制技术论文提交日期2018年4月10日学校代号：10532学号：S1502W0160密级：公开湖南大学工程硕士学位论文基于剩余电量预测的串联动力锂电池组主动均衡控制研究学位申请人姓名：文明导师姓名及职称：鄂加强教授、胡辽平研究员培养单位：机械与运载工程学院专业名称：动力工程论文提交日期：2018年4月10日论文答辩日期：2018年5月10日

2、答辩委员会主席：刘敬平教授ResearchonActiveBalancingControlStrategyBasedonthepredictionoftheSOCofLithiumBatteryPackbyWenMingB.E.(CentralSouthUniversityofForestryandTechnology)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinPowerEngineeringintheGraduateSchoolofHunanU

3、niversitySupervisorProfessorEJiaqiangResearchprofessorHuLiaopingMay,2018基于剩余电量预测的串联动力锂电池组主动均衡控制研究摘要随着石油资源的逐渐减少以及环境污染的日益严重，将电能替代石化能源，并使其成为汽车动力源的呼声也越来越高。锂电池由于具有能量密度，功率特性和使用寿命方面的优势成为了电动汽车理想的动力源。为满足电动车在功率和动力上的要求，往往将单体电池串联成动力电池组。在生产的过程中，单体电池的容量，SOC(电池剩余电量)，内阻等都存在一定的差异，研究表明，随着车用电池组充放电次数的增加，单体电池的差异性会逐渐增

4、大，其表现为电池组中有的单体电池还未充满电，而有的电池已经过充，从而导致整个锂电池组的容量下降和使用寿命的缩短。因此在充放电的过程中需要对单体电池进行有效的均衡管理，以实现提高电池组整体性能和延长电池组使用寿命的目的。本文以长沙市科技局重点项目：车用混合动力锂电池组热流设计与控制关键技术项目[KH1601129]等课题为依托，对电池的均衡管理管理系统进行研究，本文的主要研究工作如下：（1）通过分析锂离子电池的工作原理与工作特性，锂电池组不一致性的本质是单体锂电池SOC的不一致性，提出用SOC的分散度的来描述电池不一致的程度，为设计锂电池的均衡控制策略提供基础。（2）建立了Simscape

5、电池模型对电池参数进行迭代插值逼近，并采用电池的HPPC循环实验对基于扩展卡尔曼滤波算法的SOC预估值进行了验证，结果表明，此估算方法的误差满足精度要求。（3）提出了充电的过程以电压和SOC为均衡变量和放电过程以电池电压为均衡条件的均衡控制策略，并搭建了均衡性实验验证台架，结果表明，所提均衡控制策略不仅能改善电池的不一致性而且还能提高电池组的充放电效率。关键词：锂离子电池；不一致性；主动式均衡；SOC估算；均衡控制策略II工程硕士学位论文AbstractAsthegradualdecreaseofpetroleumresourcestheincreasingenvironmentalpr

6、essure.Voicesofpeoplethatelectricenergyreplacesconventionalfossilfuelsandbecomesapowersourceforvehiclesbecomemoreandlouder.Becauseofitsenergydensity,powercharacteristicsandservicelife,lithiumbatteryhasbecometheidealpowersourceforthenewgenerationofelectricvehicles.Inordertomeetthepowerandperforman

7、cerequirementsofelectricvehicles,thesinglebatteryisoftenconnectedtoabatterypack.Intheprocessofproduction,thecapacity,SOC,internalresistanceandsoonofsinglebatteryaredifferent.Studiesshow:Withtheincreaseofcharginganddisc