燃料电池汽车动力电池soc估算及能量管理策略研究

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1、燃料（申请工学硕士学位论文）电池汽车动力电池SOC燃料电池汽车动力电池SOC估算及估算能量管理策略研究及能量管理策略研究培养单位：汽车工程学院刘学科专业：动力机械及工程鹏研究生：刘鹏武指导老师：罗马吉教授汉理工大学2014年5月万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目燃料电池汽车动力电池SOC估算及能量管理策略研究英文StudyonSOCEstimationMethodofLithium-ionBattery题目andControlStrategyofEnergyManagementforFCEV研究生姓名刘鹏姓名罗马吉职称教授学位博士指导教师单位名称

2、武汉理工大学邮编430070申请学位级别工学硕士学科专业名称动力机械及工程论文提交日期2014年5月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014年5月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉

3、理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权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。本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期万方数据摘要近年来，由于传统汽车对于日趋严重的能源短缺、环境污染等问题手段解决有限，

4、而新能源汽车，尤其是燃料电池汽车凭借燃料来源清洁广泛、排放几乎为零等优点，因此受到越来越多的重视。本文围绕燃料电池汽车动力系统的重要组件之一动力电池，以及动力系统能量管理策略，开展了相关的理论与试验研究。首先，以锂离子电池工作原理为出发点，介绍了三元材料锂离子电池的工作特性，以35Ah三元材料锂离子电池单体为研究对象，开展了不同充放电倍率和温度下的单体电池性能试验，以及不同充放电倍率下的HPPC试验，并利用充放电HPPC试验数据对戴维南电池模型和经验公式电池模型的参数进行了辨识。试验结果表明，低温和较高的充放电倍率对电池工作电压和充放电容量有较大的影响。其次，介绍了

5、影响动力电池SOC的主要因素，论述了线性卡尔曼滤波算法、扩展卡尔曼滤波算法(EKF)以及无迹卡尔曼滤波算法(UKF)的主要原理，利用Matlab/Simulink分别建立了基于戴维南电池模型和改进经验公式电池模型的EKF估算SOC仿真模型以及UKF估算SOC仿真模型，并将仿真结果与试验结果进行了对比。仿真分析结果表明，当采用相同的算法时，改进经验公式电池模型比戴维南电池模型具有更高的估算精度；当采用相同的电池模型时，UKF算法在高放电倍率以及高低温时比EKF算法更加精确。最后以某款燃料电池电动汽车动力系统为例，介绍了On/off控制策略和功率跟随控制策略的原理和特点

6、，在动力系统燃料消耗等效方程的基础上，研究了瞬时优化最佳能耗控制策略，运用Matlab/Simulink建立了该控制策略的仿真模型，结合ADVISOR平台，在中国城市典型工况下对该款燃料电池汽车动力系统进行性能仿真分析。仿真计算结果表明，与功率跟随控制策略相比，瞬时优化最佳能耗控制策略很好的实现了控制目标，在保证动力性的前提下，燃料电池整车经济性能最高。关键词：燃料电池汽车，锂离子电池，扩展卡尔曼滤波，无迹卡尔曼滤波，瞬时优化最佳能耗控制策略I万方数据AbstractInrecentyears,becauseofthetraditionalautomobilehas

7、limitedmethodtosolvetheincreasinglyseriousenergyshortageandenvironmentalpollutionproblems,newenergyvehicles,especiallythefuelcellelectricvehicles(FCEV)withcleanandrenewablefuelsoursesandalmostzeroemission,getmoreandmoreattention.Aimedatthepowerbatteryandthecontrolstrategyofenergymana