基于远程监控系统的纯电动汽车锂离子电池SOC估算算法研究

【摘要】随着电动汽车的发展，车用动力电池作为影响整车性能的关键部件之一受到企业的重视。锂离子电池由于比能量和比功率较高，而被广泛应用在纯电动汽车中，电池剩余电量的估算已成为电池管理系统的重要部分。目前，电池的剩余电量用电池荷电状态SOC(StateofCharge)表示。本课题来源于吉林省高新电动汽车有限公司项目“纯电动客车远程监控系统开发及电池故障诊断技术研究”，为了满足国家法规对新能源汽车的要求，保证纯电动汽车安全可靠的运行，需要对电池的荷电状态SOC进行精确估算与显示，吉林大学承担电池荷电状态估算与远程监控系统开发工作。本文以公司生产的CCQ6750EV1纯电动公交客车的车载电池（中航锂电180Ah磷酸铁锂电池）为研究对象，进行电池荷电状态（SOC）的估算研究。现有的纯电动公交客车的电池管理系统采用安时积分法估算SOC。通过实车工况发现，现有的估算方法在SOC估算精度上存在较大的误差。本文对电池荷电状态的估算进行研究，选取合适的算法来提高电池荷电状态的估算精度，并搭建远程监控系统实现电池SOC的远程监控与显示。本文的主要研究内容为：1.选取中航锂电180Ah磷酸铁锂电池为研究对象，对锂离子电池进行容量特性试验；分析温度和放电倍率对电池额定容量的影响，得到额定容量的影响因子；对安时积分法的SOC表达式修正，得到新的SOC表达式。2.综合分析各种电池模型，选取PNGV模型作为电池估算模型，建立PNGV的Simulink模型；进行不同温度下的HPPC脉冲试验；利用多元线性回归原理对模型参数识别，获得各参数与温度、SOC的关系；搭建电池仿真模型，采用不同工况对模型精度验证。3.将自适应算法加入到EKF算法中，建立基于AEKF算法的SOC状态空间方程，利用MATLAB编写SOC估算程序；采用不同工况来验证AEKF算法估算SOC的精度及算法收敛性。4.搭建纯电动汽车远程监控系统，实现电池信息的远程监控与显示。基于组态王软件搭建监控中心界面，在MATLAB环境下编译基于AEKF算法的SOC估算程序；通过DDE技术实现组态王与MATLAB的数据通讯，实现电池SOC的远程监控。
【作者】张娟；
【导师】刘宏伟；
【作者基本信息】吉林大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】电池的荷电状态；电池模型；自适应算法；EKF算法；远程监控系统；

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