车用动力锂电池的SOC估计.pdf

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1、第45卷第l2期电力电子技术Vo1．45．No．122011年12月PowerElectronicsDecember2011车用动力锂电池的SOC估计刘彦忠，张奕黄，王大龙(1．北京交通大学，电气工程学院，北京100044；2．中科院深圳先进技术研究院，汽车电子中心，广东深圳518055)摘要：给出了动力锂电池管理系统的整体结构，并且对主控板和子控板的布局与功能进行了详尽介绍。建立了适合于Kalman滤波估计的锂离子动力电池的状态空间模型，该数学模型关系简单，易于工程实现。在此基础上，对模型进行了线性化处理，采用安时积分法、开路电压法结合扩展卡尔曼滤波

2、(EKF)算法实现了对电池荷电状态(SOC)的准确估算。实验结果表明，EKF算法在估算过程中能保持很好的精度，对初始值的误差有很强的修正作用。在SOC估计中有很强的应用价值。关键词：电动汽车：动力电池；荷电状态中图分类号：U469．72文献标识码：A文章编号：1000—100X(2011)12—0048—03TheSoCEstimationofVehiclePowerLithiumBatteryLIUYan—zhong，ZHANGYi—huang，WANGDa—long2(1．BeijingJiaoto~University，Beijing100044

3、，China)Abstract：Thispaperproposesthemanagementsystemofpowerlithiumbatteryandalsogivesadetailedintroductiontotheoverallstructureandfeaturesofmain—controlboardandthesub—controlboard．Thestatespacemodelwhichissuitablefortheestablishmentoflithium—ionbatterybyKalmanfilteralgorithmises

4、timated．Themodelhastheadvan—tageofsimplicityandcanbeeasilyimplemented．Themodelislinearizedinestimatingstateofcharge．Theintegralmethod，opencircuitvoltagemethodcombinedwithextendedKalmanfilter(EKF)algorithmaretakenfortheestima—tionofbatterystateofcharge(SOC)．Theexperimentalresults

5、showthatEKFalgorithmintheestimationprocesstomaintaingoodaccuracy，alsohaveastrongroletotheinitialvalueoftheerrorcorrection，SOthealgorithmofEKFhasastrongapplicationintheestimationoftheSOC．Keywords：electricvehicle；powerbattery；stateofcharge1引言2系统介绍目前，以混合动力汽车、纯电动汽车，燃料电BMS需完成电池组单体电压采

6、集、均衡、温度池汽车、氢能源汽车为代表的新能源汽车。普遍被测量、SOC计算等功能，由子控制板完成单体电压认为是未来汽车动力、能源系统转型发展的重要采集、均衡和温度测量，由主控制板完成SOC计方向。电池管理系统(BMS)与动力电池组紧密连算和与整车控制器的外部CAN总线通信。系统整结在一起，对电池的电压、电流、温度等进行监测，体结构如图1所示。同时还进行漏电监测、热管理、均衡管理、电池荷整车控制器I‘’A电状态(SOC)估算．通过CAN总线接口与整车控lCAN总线制器、电机控制器、能量控制系统、车载显示系统主删板IHtt等实时通信。电流传感器lI电压传感

7、器lBMS的主要功能之一就是实现电池组SOC图1BMS整体结构图的估计，为司机提供续驶里程的信息。同时为电池主控板的功能是接收各个子控制板发送到内组的使用和维护提供重要依据。常用的SOC估计部CAN总线网络的数据。采集动力电池组的总电方法有安时积分法、开路电压法、神经网络法，以流、总电压，并对采集到的数据进行综合计算后将及Kalman滤波法等f1]。结果通过外部CAN总线网络传送给整车控制器。定稿日期：2011—1l一18子控制板分为低压部分和高压监控部分。低作者简介：刘彦忠(1987一)，男，河北衡水人，硕士研究生压部分为温度测量和信号采集处理．高压

8、监控部研究方向为电力电子与电力传动。分为电池组单体电压采集和放电均衡。图2示出48车用动力锂电