动力电池soc算法及其信息建模研究

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1、学校代码10530学号200911011484分类号TM762;TM910密级硕士学位论文动力电池SOC算法及其信息建模研究学位申请人谭云强指导教师段斌教授学院名称信息工程学院学科专业电力电子与电力传动研究方向计算机控制技术与应用二○一二年五月二十九日PowerBatterySOCAlgorithmsanditsInformationModelStudyCandidateTanYunqiangSupervisorProf.DuanBinCollegeCollegeofInformationEngineeringP

2、rogramPowerElectronicsandPowerDriveSpecializationComputerControllingTechnologyandApplicationDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay,29th,2012湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对

3、本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日湘潭大学硕士学位论文摘要随着全球一次

4、能源的日渐消耗以及环境问题日益突出，电动汽车相对于燃油汽车具有零排放、低噪声等优点而受到广泛关注，世界各国都把电动汽车作为汽车工业发展的方向，也以其动力电池分布式储能的特点将其作为建设智能电网的重要环节。目前，混合动力汽车越来越受到重视，纯电动汽车也开始进入市场，动力电池作为电动汽车中重要组成部分，其性能表现直接影响到电动汽车的使用与推广。动力电池的荷电状态（SOC）作为衡量电池实际可用电量的重要参数，对其进行准确估算是保证动力电池安全、持续、最长寿命供电的前提条件。本课题选取铅酸动力电池为研究对象，以准确估算电

5、池荷电状态为目标，深入研究并测试了铅酸电池的工作原理及特性，分析了影响动力电池SOC的因素，综合考虑常用的电池荷电状态估计方法的优缺点，结合当前智能电网以及充电站的建设，设计了新形势下的电动汽车动力电池SOC估算方法。本文具体工作表现在：针对电池固有信息及厂商对其出厂时的测试参数对动力电池SOC估算带来的有益效果，研究了在电池组中嵌入电池芯片实现对数据的保存并能被选择性的读写，同时设计利用引入的电池芯片对电池进行认证，有效防止假冒伪劣产品流入市场。考虑国家电网对充电站网络设施的建立，从而能通过电动汽车充电站站间网

6、络、过程层网络实现动力电池的历史充放电数据共享，进而使之为各类电池SOC的估计提供大量有效的数据，同时通过网络还可以实现电池的专业化管理和维护。研究动力电池在循环使用过程中的老化效应，分析其可充电电容量和额定容量之间的关系以及电池当前的循环使用次数和厂商预期的使用次数的关系，考虑动力电池在实际工况中单体电池在电池组中的出力情况，提出以电池寿命系数来衡量电池当前性能，建立了电池寿命系数表达式，并通过实验对算法进行了求解验证。依据常用电池SOC估计的标准模型设计了寿命系数模型，分别利用BP神经网络、GA-BP、GAA

7、A-BP网络对其进行仿真实验，比较并分析其估计效果，可以发现寿命系数模型的估计精度要高于标准模型，而使用GAAA-BP神经网络对动力电池SOC的估计效果也明显优于另外两种网络。研究了动力电池作为分布式能源在智能电网中的应用并对其建立了SOC估算的信息模型。分析了IEC61850-7-420中将动力电池作为能量源应用于电网的信息模型设计，动力电池SOC估算对接入电网的作用并设计了其信息逻辑节点的相应功能，最终利用IEC61850TestHarness软件建立电池SOC模型，并验证了该模型的可用性。关键词：动力电池；

8、荷电状态；寿命系数；神经网络；信息模型IAbstractWiththeconsumptionofglobalprimaryenergyandenvironmentproblemsmoreserious,electricvehiclehasbeenwidelyconcernedforitszeroemission,lownoiseadvantages,relativetot