动力锂离子电池SOC估计及均衡技术研究.pdf

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1、动力锂离子电池SOC估计及均衡技术研究2014罗卫军硕士控制科学与工程武丽______________________________________________________________________________________________ClassifiedIndex:TM912.1U.D.C:621.3SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisResearchonSOCEstimationandBalancingofPowerLit

2、hium-ionBatteryGrade:2014Candidate:LuoWeijunAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpecialty:ControlScienceandEngineeringSupervisor:WuLiJune.2,2017______________________________________________________________________________________________独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下（或我个人……）进行的

3、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，也不包含为获得西南科技大学或其它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：关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：导

4、师签名：日期：______________________________________________________________________________________________西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要随着社会发展需求与环境问题的矛盾不断加大，电动汽车的研发已成为汽车工业的发展方向。当前，电动汽车发展的瓶颈是电池系统。电池系统主要包含电池技术和电池管理技术。因此，电池管理系统（BatteryManagementSystem，BMS）成为当前的研究热点。本文基于这一背景，主要针对BMS中的电池荷

5、电状态（StateofCharge,SOC）估计和均衡控制两个重要功能展开研究。本文以锂离子电池单体为研究对象，比较了各种电池建模方法，综合考虑模型的精度和复杂度，提出了改进的PNGV模型。通过脉冲放电实验对模型参数辨识，并通过实验验证了模型的准确性。基于改进的PNGV模型，分别运用了扩展卡尔曼滤波（ExtendedKalmanFilter,EKF）算法和Sigma点卡尔曼滤波（SigmaPointKalmanFilter,SPKF）算法对电池的SOC进行估计。利用MATLAB实现了两种算法，算法仿真结果表明，在初值误差达到50%且

6、实验数据加入偏移误差和高斯噪声的情况下，两种算法仍能快速收敛。其中SPKF算法无论在精度上，还是在收敛速度上都更具优势。针对串联锂离子电池组中单体不一致问题，设计并实现了基于反激式变换器的多通道双向主动均衡系统。此系统的均衡模块均衡电流高，既能充电均衡也能放电均衡，并且能够多通道同时均衡。针对均衡模块的特点，研究了充电状态和空闲状态的均衡控制策略，在软件上实现了均衡控制算法。通过对均衡系统进行测试，证明该系统的均衡速度快，均衡后电压差异低于±10mV，满足设计指标。关键词：动力锂离子电池，等效电路模型，参数辨识，SOC估计，双向主动

7、均衡______________________________________________________________________________________________西南科技大学硕士研究生学位论文第II页AbstractWiththecontradictionbetweenthesocialdevelopmentneedsandenvironmentalproblemsbecomingincreasinglyacute,theresearchanddevelopmentofelectricvehiclesb

8、ecomesthedevelopmentdirectionofautomobileindustry.Atpresent,thebottleneckofthedevelopmentofelectricvehiclesisthebatte