车用动力电池及电池管理系统建模与仿真研究.pdf

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1、第3l卷第2期计算机仿真2014年2月文章编号：1006—9348(2014)02—0215—06车用动力电池及电池管理系统建模与仿真研究贺巍，张幽彤，汪云，倪成群。(1．北京理工大学清洁车辆实验室，北京100081；2．湖jE文理学院，湖北襄阳441053)摘要：在汽车动力电池优化设计的研究中，动力电池组是纯电动车及混合动力汽车的关键部件，电池管理系统关系到动力电池的使用安全和使用寿命问题。目前很多电池管理系统的开发和电池特性是分离的，给电池组的集成带来了很多匹配问题。针对车用动力电池与电池管理系统集成匹配问题，从系统一体化设计

2、的角度对车用动力电池系统进行建模与仿真研究。建立了电池组多参数、双RC等效电路模型和电池管理系统模型，设计了系统的模型参数辨识实验和用于估计电池组SOC的卡尔曼滤波算法。仿真结果对比表明，电池及其管理系统一体化的建模方法可以提高管理系统对电池真实状况预测的精度，在各种工况下SOC预测精度达到了4％，电池和电池管理系统之间得到了较好的匹配。关键词：等效电路模型；电池管理系统；卡尔曼滤波；荷电状态估计中图分类号：TM910；U469．72文献标识码：BModelingandSimulationofPowerBatteryandBatt

3、eryManagementSystemHEWei，ZHANGYou—tong，WANGYun，NICheng—qun(1．LowEmissionVehicleResearchlaboratory，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China；2．HubeiUniversityofArtsandScience，HubeiXiangyang441053，China)ABSTRACT：ThepowerbatteryisthecorecomponentofEVandHEV．Thebatt

4、erymanagementsystem(BMS)re-latestothesafetyandusefullifetimeofthebatteryaswellasthemileageofelectricalvehicles．ThedevelopmentofBMSisseparatedfromthebatterycharacteristics，whichbroughtalotofmatchingproblemstotheintegratedbatterypacks．Modelingandsimulationofthevehicleba

5、tterysystemfromthepointofviewofthesystemintegrationdesignwerestudiedinordertosolvethematchingproblems．Asix—parameterdoubleRCequivalentcircuitmodelandaBMSmodelwereestablished．Batterytestsformodelparameteridentificationweredesigned．ThentheKalmanfilte—ringapproachforSOCe

6、stimationwasinvestigated．Comparisonofsimulationandexperimentalresultsshowthatthemodelestablishedfromthepointofviewofthesystemintegrationdesigncanimprovetheestimationaccuracy，andtheerroriseffectivelycontrolledwithin4％undervariableconditions．thebatterymatchestheBMSwel1．

7、KEYWORDS：Equivalentcircuitmodel；Batterymanagementsystem；Kalmanfilter；SOCestimation[1]提出了非线性等效电路模型，并通过卡尔曼滤波算法在1引言线辨识电池内阻，建立了内阻自适应电池模型。文献[2]提电池组是新能源汽车的关键部件，电池管理系统的合理出使用神经网络和扩展卡尔曼滤波方法对电池SOC建模和设计对于提高电池使用寿命，保障整车安全十分重要。国内估计。文献[3]提出了使用偏最小二乘回归分析影响电池外在电池管理系统方面的研究主要集中在电池模型、电池荷S

8、OC的诸多因素，采用混沌免疫进化规划算法训练前馈神经电状态(SOC)的估计算法、电池的均衡技术等方面。文献网络预测电池SOC，在变工况下仿真预测精度达到了5％以内。文献[4]提出软开关双向转换器实现双向电池均衡性基金项目：北京市教委共建项目“气～电