电动汽车用锂离子电池荷电状态的卡尔曼滤波算法.pdf

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1、2010年第9期(总第230期，农业装备与车辆工程AGRICULTURAl，EQUIi’MENT＆VEtlICLEENGINEERINGNo．920lO(Totally230)doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2010．09．007电动汽车用锂离子电池荷电状态的卡尔曼滤波算法孙静霞．谭德荣(山东理丁大学交通与车辆l：程学院，山东淄博255049)摘要：在考虑电动汽车蓄电池在使用过程表现的高度非线性基础上．分析了影响电池荷电状态的主要因素及其处理方法．建立了改进的二阶线性化电路模型，采用KALMAN滤渡法与

2、安时计量法的组合算法来精确估算电池荷电状态，通过Matlab／Simulink仿真，验证该方法的可行性及；位确性。关键词：荷电状态(sOc)；锂离子电地：Kalman滤波算法中图分类号：U469．72文献标识码：A文章编号：1673-3142(2010)09-0020-04EstimateStateofChargeofPowerLithium·-ionBatteriesBasedonKaimanFilteringforElectricVechicleSUNJidg—xia，TAN1)e-rong(SchoolofTranspor

3、tationandVehicleEngineering，ShandongUniversityofTechnology，Zibo255049，China)Abstract：Accurateslateofcharge(SOC)estimationforbatteryisverydifficultforshowinghighiynonlinearonbatteryforelectricvehieletMainfactorsaffectingSOCwereanalyzed．Strategyofestimatingstateofcharg

4、ebasedoncombinatorialalgorithmofKalmanfilterandAmpere-hourmethodwaspresented．Statespacemodelofalithiumbatteryderivedfromsecond-ordermodelwasproposed，whichwascombinedwithstructurecharacteristicoflithiumbattery．ThefeasibilityandaccuracyofthemodelwasverifiedbyusingMatla

5、b／Simulinksoftware．Keywords：stateofcharge(soc)；lithiumbattery；Kalmanfilter引言作为电动汽车的主要能鼍源，蓄电池衙电状态(soc)实时估计涉及到蓄电池允放电控制和电动汽车的优化管理，直接影响蓄电池的使用寿命和动力系统的性能，因此动力电池SOC的精确估算对于电动汽车的运行非常关键。目前电动汽车使用的动力电池SOC估计方法主要有安时计量法、内阻法、开路电压法、神经网络法和Kalman滤波法．目前经常使用简化的电化学模型、神经网络模型、等效电路模型，在模型参数辨识

6、方法、适用范闸、模型精度等方面各有优势itq。其中Kalman滤波法在估算过程中能保持很好的精度．并且对初始值的误差有很强的修正作用，对噪声有很强的抑制作用，特别适合于电流变化较快的混合动力汽车．特别适合电动汽车叶l电流变化剧烈的状况。本文建立了适合于Kalman滤波估计的锂离子动力电池状态空间模型，针对锂离子电池收稿日期：2010-07—29作者简介：孙静霞(1985一)，硕士研究生，研究方向：汽车节能与排放控制技术。一20一特有的充放电特性改进安时法，在改进安fi寸法基础tz．结合卡尔曼滤波最优化递推算法，存有测量噪声环境中

7、对蓄电池的荷电状态进行实时滤波与估计，并通过给出了试验和仿真结果。1电池模型卡尔曼滤波算法i3J是一种采用自回归的最优化处理算法．其主要思想是对动力系统的状态做H：最小方差意义上的最优估计。采用kalman滤波算法估计电池的荷电状态。其核心是一组rh滤波器计算和滤波器增益计算构成的递推公式．滤波器计算把电池丁作电流I和I：作温度T等作为输入量．根据这些变量进行状态递推，得出SOC的估计值；滤波器增益计算根据变量的统计特性进行递推运算，得到滤波增益，同时得出估计值的误差。适合于Kalman滤波估计的电池模删须较好地体现电池的动态性

8、能，同时阶数不能太高．以减少处理器的运算，易于丁程实现。另外。模型必须能够准确地反映电池电动势与端电压的关系．从而使闭环估计有较高的精度。鉴于kalman滤波法电池的应用条件，结合混孙静霞等：电动汽车用锂离子电池荷电状态的卡尔曼滤波算法2010年9月合动力车用锂