基于三元锂电池的电池管理系统研究

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1、分类号:U469.7210710-2015222053专业硕士学位论文基于三元锂电池的电池管理系统研究韩立导师姓名职称林广宇副教授专业学位类别工程硕士申请学位类别硕士及领域名称车辆工程论文提交日期2018年4月18日论文答辩日期2018年6月4日学位授予单位长安大学StudyontheLithiumBatteryManagementSystemBasedonTernaryLithiumBatteryAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HanLiSupervisor：Ass.Prof.LinGuangyuChang’anUniversity

2、,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论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。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：年月日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（涉密论文在解密后应遵守此规定）论文作

3、者签名：年月日导师签名：年月日摘要由于能源短缺和环境污染，电动汽车取代燃油汽车已成为必然趋势。动力电池是影响新能源汽车发展的重要因素之一，锂电池因为相比于其他储能电池具有众多优点而在新能源汽车的应用越来越广泛。尤其是三元锂电池，相比其他类型的锂电池，具有比能量高、低温特性好和成本低等优点，但由于自身材料特性的原因，安全性和使用寿命均受到较大限制。因此，本文以三元锂电池为研究对象进行电池管理系统设计。首先对比分析了三元锂电池与其他常见动力电池的各项特性，得出三元锂电池相比其他动力电池具有比能量高、循环寿命长等优点。阐述了三元锂电池的组成结构、化学特性等，选择了三元锂电池的成组方式。分析了典型的锂

4、电池等效电路模型，采用了Thevenin模型作为三元锂电池的等效电路模型，并进行了参数辨识。采用扩展卡尔曼滤波算法对SOC（Stateofcharge）进行估算，详细推导了扩展卡尔曼滤波算法的迭代过程，并通过MATLAB软件进行仿真分析，得到仿真曲线和估计误差。对电池管理系统的监测模块进行了硬件设计，完成了电压、电流和温度监测电路的设计，并对监测模块的测量精度与安时法估算SOC的精度进行了试验验证。利用扩展卡尔曼滤波算法进行SOC估算的仿真结果表明扩展卡尔曼滤波算法能精确的对电池SOC进行估算，估计误差在允许范围之内。监测模块试验结果表明本文设计的电压、电流和温度监测模块的精度均符合电池管理系

5、统的要求。SOC估算模块试验结果表明，扩展卡尔曼滤波算法的估算精度要高于安时法的SOC估算精度。关键词：三元锂电池电池管理系统荷电状态扩展卡尔曼滤波iAbstractDuetoenergyshortageandenvironmentalpollution,electricvehicleshavebecomeaninevitabletrendtoreplacefuelvehicles.Lithiumbatteryismoreandmorewidelyusedinnewenergyvehiclebecauseofitsmanyadvantagescomparedwithotherenergysto

6、ragebatteries.Comparedwithotherkindsoflithiumbatteries,ternarylithiumbatterieshavemanyadvantages,suchashighspecificenergy,goodlowtemperaturecharacteristicsandlowcost.However,thesafetyandservicelifeofternarylithiumbatteriesarelimitedbecauseoftheirownmaterialcharacteristics.Therefore,abatterymanagemen

7、tsystemisdesignedbasedonternarylithiumbattery.Firstly,thecharacteristicsoftheternarylithiumbatteryandothercommonpowerbatteriesarecompared,anditisconcludedthattheternarylithiumbatteryhastheadvantagesof