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文献类型

53 篇 学位论文
27 篇 期刊文献
3 篇 会议

馆藏范围

83 篇 电子文献
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- 55 篇 电气工程
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- 4 篇 软件工程
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- 2 篇 材料科学与工程（可...
- 2 篇 计算机科学与技术...
- 1 篇 电子科学与技术（可...
- 1 篇 土木工程
- 1 篇 测绘科学与技术
1 篇 文学
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1 篇 理学
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主题

83 篇 电池建模
18 篇 锂离子电池
14 篇 电动汽车
12 篇 电池管理系统
8 篇 荷电状态
6 篇 soc估计
5 篇 动力电池
5 篇 soc估算
5 篇 参数辨识
5 篇 锂电池
4 篇 扩展卡尔曼滤波
4 篇 扩展卡尔曼滤波算...
4 篇 计算机仿真
3 篇 状态估计
3 篇 模糊控制
3 篇 不一致性
3 篇 主动均衡
3 篇 递推最小二乘法
2 篇 soc预测
2 篇 模型预测控制

机构

7 篇 中国矿业大学
6 篇 重庆理工大学
5 篇 中国科学技术大学
3 篇 湖南大学
3 篇 山东大学
3 篇 重庆大学
3 篇 浙江大学
3 篇 储能技术工程研究...
2 篇 长安大学
2 篇 华中科技大学
2 篇 北京交通大学
2 篇 西安交通大学
2 篇 安徽理工大学
2 篇 云南省能源研究院...
2 篇 东北大学
1 篇 浙江师范大学
1 篇 江苏省储能变流及...
1 篇 国家电投集团科学...
1 篇 中车青岛四方机车...
1 篇 华北电力大学

作者

4 篇 李建林
3 篇 li jianlin
2 篇 孟锦豪
2 篇 陈旭
2 篇 陈宗海
2 篇 程博
2 篇 王子敬
2 篇 关庆庆
2 篇 屈树慷
2 篇 qu shukang
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1 篇 陈岚
1 篇 杨斌
1 篇 cui jintao
1 篇 祖雯昕
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1 篇 屠恒勇
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1 篇 廖柯伊

语言

83 篇 中文

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排序：

动力电池故障诊断及智能评价系统研究

动力电池故障诊断及智能评价系统研究

引用

作者：杨曦晨山东大学

学位级别：硕士

化石能源过度利用所引发的气候变化和环境污染问题日益严峻,各国为降低碳排放设定了目标,我国更是制定了“碳达峰、碳中和”方案。为优化产业结构,促进能源转型,电动汽车成为国家战略重点支持领域。锂离子电池凭借高能量密度、长循环寿... 详细信息

化石能源过度利用所引发的气候变化和环境污染问题日益严峻,各国为降低碳排放设定了目标,我国更是制定了“碳达峰、碳中和”方案。为优化产业结构,促进能源转型,电动汽车成为国家战略重点支持领域。锂离子电池凭借高能量密度、长循环寿命的优良性能,成为新一代电动汽车的理想动力源,近年来始终保持高速增长趋势。但蓬勃发展的背后隐藏着不容忽视的安全危机,电动汽车自燃、爆炸事故频发,其中超过70%与动力电池管控系统有关。事实上,锂离子电池是一类高度非线性的时变系统,内部机理复杂,在电池建模、参数辨识、状态估计和故障诊断等方面存在诸多科学难题,尤其是提高电池故障诊断和智能评价水平迫在眉睫。为此,本文开展了如下研究:针对实际工况下温度及电池健康状态变化直接影响模型精度的问题,首先针对三元锂离子电池建立了二阶等效电路模型,辨识其开路电压和RC参数;进而研究宽温度范围、全生命周期下的电池参数辨识方法,通过建立RC参数与温度、SOH的三维关系,实现了宽温度范围-全生命周期建模,提高了参数辨识精度。针对传统故障诊断方法使用单一阈值鲁棒性差的缺点,基于所建立的电池模型,提出温度-老化自适应的短路故障诊断方法。新方法设计了温度、电池老化自适应的诊断阈值,实现了宽温度范围-全生命周期下电池内、外短路故障的诊断,所构建的电池等效短路故障试验验证了新方法的精度和可靠性。针对电池评测软件智能化、自动化程度低的问题,研发了动力电池智能评价软件,并融合上述研究成果,设计了短路故障自适应诊断功能,可实时离线/在线短路故障状态监测,实现成果应用。评价软件分别从界面层、算法层和数据层进行综合设计,实现了多项电池指标的独立评价;优化了数据读写模块,大幅提高软件评估效率和可移植性。

关键词：电动汽车动力电池电池建模故障诊断智能评价

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基于多指标的锂电池均衡策略研究

基于多指标的锂电池均衡策略研究

引用

作者：盛刘振重庆理工大学

学位级别：硕士

电动汽车因节能、环境友好等优点,其发展成为各国在交通领域解决能源与环境问题的重要途径。锂离子动力电池因其在自放电率、能量密度、使用寿命和安全等方面的良好性能,被广泛应用于纯电动汽车。随着纯电动汽车的工作电压平台越来越高... 详细信息

电动汽车因节能、环境友好等优点,其发展成为各国在交通领域解决能源与环境问题的重要途径。锂离子动力电池因其在自放电率、能量密度、使用寿命和安全等方面的良好性能,被广泛应用于纯电动汽车。随着纯电动汽车的工作电压平台越来越高,电压在4V左右的单体锂离子电池不能满足电动汽车的使用需求。一般通过对大量的单体电池进行串并联设计成组,为电动汽车行驶提供动力。单体电池在成组使用时,因其生产工艺会导致初始不一致性现象,电动汽车的起步、加速、减速的多变导致动力电池组的放电工况较为复杂,会引起电池组内温度出现差异而加剧单体电池间的不一致性。单体电池间的不一致性加剧将降低电池组的实际容量和安全性能,进而影响电动汽车行驶里程。为解决这一问题,提高电动汽车的整体性能,增加市场竞争力。本文基于松下18650PF锂电池,对动力电池组系统建模分析,并对均衡技术进行研究,主要工作内容有:(1)电池组不一致性分析与单体电池建模对动力电池组不一致性的表现形式和产生原因进行分析,根据HPPC实验数据绘制电池在工作过程中变化特性曲线,并选取电池荷电状态和开路电压两个指标作为均衡系统的输入。对电池OCV特性进行实验分析,建立复杂度和精确度都满足需求的二阶RC等效电路模型,对电池内部参数进行精确的离线辨识,搭建基于Matlab/Simulink的仿真模型。自定动态工况进行仿真与实验对比,验证模型准确度。(2)电池组SOC与开路电压估算由于所使用的开路电压和电池荷电状态SOC(State of Charge,SOC)两个均衡系统输入量无法直接测量,需要进行在线估算。因此本文根据引入基于电流修正系数的负载电压法估算电池开路电压,采用基于时变参数的扩展卡尔曼滤波(EKF)估算锂离子电池SOC,克服传统估算方法的累计误差和难以在线使用问题。并在Simulink中建立在线估算模型,完成了较高精度的估算,为均衡系统提供有效的评价指标。(3)均衡电路设计设计基于Buck-Boost功率电感的主动均衡电路,作为单体电池间的能量转移路径。优化设计电路参数,确定工作电流的控制方式并将均衡电流控制在安全高效的范围内。结合实际硬件工作特性对电感进行消磁设计,提高工作可靠性。(4)均衡控制系统设计使用基于模糊控制的算法,以电池SOC和开路电压的统计学意义上最优值为均衡控制系统的控制信号,从而调节均衡电流的大小。并与传统控制方法进行均衡效率对比。表明本文所提的基于Buck-Boost功率电感的主动均衡电路和模糊控制策略能够有效提升均衡效率,缩小电池组的不均衡程度,减小电池组的损耗,从而延长电池寿命。

关键词：电池建模不一致性 SOC 开路电压主动均衡模糊控制

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碘锌液流电池流道优化与实验研究

碘锌液流电池流道优化与实验研究

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作者：杨斌长沙理工大学

学位级别：硕士

大规模开发可再生能源储能系统成为我们研究的对象。碘锌氧化还原液流电池因其高能量密度、高安全性和低成本而被视为一种有前途的电化学储能系统,可以平衡风能和太阳能等可再生能源在时间和空间上的不均匀分布。因为国内目前没有团队... 详细信息

大规模开发可再生能源储能系统成为我们研究的对象。碘锌氧化还原液流电池因其高能量密度、高安全性和低成本而被视为一种有前途的电化学储能系统,可以平衡风能和太阳能等可再生能源在时间和空间上的不均匀分布。因为国内目前没有团队大规模研究碘锌液流电池,所以目前属于实验阶段。本文建立了碘锌液流电池电化学模型和电路模型,二者以离子浓度对电池的能量影响相联系,考虑到电解液的流动,建立了流体模型,流体模型的本质是液体流动时消耗的能量。为了降低此消耗,对流道进行优化。本文具体的研究内容如下:首先研究了单体碘锌液流电池反应原理和电化学模型。电池反应原理结构图详细的描绘了反应机理,电解液的氧化还原反应对电池整体效率有着至关重要影响,电池的电化学模型由化学反应方程式、荷电状态表达式和能量损耗方程组成。电化学模型为后面的建模工作奠定了坚实基础。接着研究了电化学反应、电路变化和电解液流动对碘锌液流电池工作状态的影响,将电化学模型、等效电路模型和流体力学模型利用Matlab/Simulink模块搭建了电池仿真模型。模型较好的描述电池的基本特性。然后为了改善碘锌液流电池的双极板流道电解液分布均匀特性,使电池的实际工作特性进一步提高,使用了计算流体力学,通过考虑进出口方向、增加倾斜挡板和通道数量对双极板流场进行分析研究。数值模拟结果显示,双挡板异侧的多通道蛇形管道与传统流道相比较,既能够改善流体参数分布的均匀特性,又能有效降低流阻,减少泵消耗的能量。均匀分布的电解液可增加碘锌液流电池能量利用率,有效的提高了电池运行效率。最后根据碘锌液流电池的工作原理和反应机理,制备出实验室适用的单电池电堆和正负极电解液。根据国家对于电池实验测试的标准要求,进行了实验方案设计。通过实验得到数据信息并进行处理,得出电池的充放电特性曲线,通过分析图形的变化趋势,对比分析各参数对液流电池SOC的影响。

关键词：碘锌液流电池流道优化电池建模等效电路模型储能系统

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锂离子电池荷电状态估计与剩余放电能量预测

锂离子电池荷电状态估计与剩余放电能量预测

引用

作者：刘长贺重庆大学

学位级别：硕士

动力电池管理系统(Battery Management System,BMS)是纯电动汽车的核心技术之一。在BMS的各项功能中,电池的状态估计和预测是电池管理的基础和关键,准确的状态估计和预测对保证电池安全高效,提升整车性能和增加车辆续驶里程等具有十分... 详细信息

动力电池管理系统(Battery Management System,BMS)是纯电动汽车的核心技术之一。在BMS的各项功能中,电池的状态估计和预测是电池管理的基础和关键,准确的状态估计和预测对保证电池安全高效,提升整车性能和增加车辆续驶里程等具有十分重要的意义,本文以磷酸铁锂电池为研究对象,针对电池的两种状态:荷电状态(State of Charge,SOC)和剩余放电能量(Remaining Discharge Energy,RDE)展开状态估计和预测研究。具体研究工作如下:(1)搭建了电池试验平台,对磷酸铁锂电池进行了各项试验,包括电池容量测试(包括静态容量测试和动态容量测试)、基于传统混合功率脉冲特性测试得到的改进的混合功率脉冲特性测试、开路电压及熵热系数测量试验和工况试验,并使用Matlab和Python等工具得到了静态截止SOC、电池二阶RC模型参数、开路电压和熵热系数的MAP以及不同环境温度下电池的工况数据,为后续电池建模,SOC估计和RDE预测奠定数据基础。(2)分别建立磷酸铁锂电池的电特性模型和热特性模型,其中,电特性模型为常用的二阶RC模型,考虑对磷酸铁锂电池影响较大的迟滞效应;热特性模型基于电池的非稳态导热微分方程,采用简单的单态集总参数热模型,并使用Bernardi产热率方程计算电池的产热率,实现产热率与电池温度的迭代循环。分别对电特性模型参数进行离线与在线识别,对热特性模型参数进行离线识别,离线识别基于改进的混合功率脉冲特性测试所得的数据,在线识别采用带有遗忘因子的递归最小二乘法。在不同温度下对模型精度进行验证,为后续SOC估计和RDE预测奠定模型基础。(3)基于建立的考虑迟滞效应的二阶RC模型,采用经典的自适应扩展卡尔曼滤波算法进行SOC估计,使用简单的移动开窗法自适应更新系统的过程噪声和测量噪声。为进一步提高SOC估计的精度和鲁棒性,提出一种结合卡尔曼滤波与深度学习的联合估计方法,一方面克服扩展卡尔曼算法噪声处理的局限性,降低噪声初始化和更新的困难,并减小线性化造成的误差,另一方面避免深度学习算法繁琐的调参过程。其中,深度学习算法采用循环神经网络中的门控循环单元神经网络,相比于长短时记忆神经网络,进一步简化网络结构。在不同温度下对联合估计算法进行验证,并总结分析4种SOC估计方法的适用情况。(4)分析电池剩余放电能量的影响因素,探索RDE与当前SOC以及未来工况的关联。提出一种间接法,以当前SOC、未来电流和未来环境温度为输入,利用电池剩余化学能减去未来热损耗间接预测RDE,相比于直接法,无需计算全SOC范围内的端电压。在电池温度恒定和持续放电的假设条件下,对间接法进行简化,基于分段平均后的未来放电电流,将RDE的预测简化为计算某些常数的过程,提出一种查表和电池端电压计算的联合方法,用于预测动态截止SOC,并通过当前SOC的自修正实现RDE的闭环预测。在不同温度下对未简化的间接法和简化后的间接法进行精度验证,并和SOC延伸法与直接法进行对比,同时,进一步验证间接法的通用性,最后分析SOC估计精度和RDE预测精度的关系。

关键词：锂离子电池电池建模迟滞效应荷电状态剩余放电能量

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电池管理系统硬件在环仿真测试

电池管理系统硬件在环仿真测试

引用

作者：胡泽军重庆理工大学

学位级别：硕士

随着传统燃油汽车对环境污染的日益加重和石油资源的严重短缺,当今对电动车和混合动力汽车的研究受到广泛的关注。电池管理系统是电动车的心脏,是汽车最关键的零部件之一,对汽车的使用寿命、汽车的安全稳定运行起着非常关键的作用。本... 详细信息

随着传统燃油汽车对环境污染的日益加重和石油资源的严重短缺,当今对电动车和混合动力汽车的研究受到广泛的关注。电池管理系统是电动车的心脏,是汽车最关键的零部件之一,对汽车的使用寿命、汽车的安全稳定运行起着非常关键的作用。本论文是用simulink建立电池模型,研究基于NI PXI的电池管理系统硬件在环仿真测试,基于动力磷酸铁锂电池的电池管理系统(BMS)的各项功能,对电池管理系统(BMS)进行硬件在环仿真测试研究。本文的主要内容有以下几个方面:1.研究电池管理系统的结构组成,分析各部分的作用及其整体设计,并对电池管理系统的各项功能研究进行分析;通过充放电试验辨识参数,建立考虑温度因素的精确电池模型,并用工况实验对电池模型进行验证,最后与整车模型集成一体。2.研究NI PXI电池管理系统硬件在环的整体架构设计及其BMS硬件在环测试平台关键技术,硬件设计和软件设计,及其其它附属单元以及相关板卡的选型和使用,BMS控制器研究等。3.研究电池管理系统的均衡控制策略和温度控制策略以及测试用例的设计。均衡策略的设计研究主要是根据BMS控制器规格说明,用simulink、stateflow设计多电感主动均衡控制策略。温度控制策略的设计主要是通过充放电实验研究温度控制策略的设计依据及用simulink设计电池管理系统的温度控制策略。研究硬件在环测试用例的设计方法,基于BMS控制器相关规格说明、相关国标和BMS的相关功能编写测试用例。4.最后是研究电池管理系统硬件在环的测试平台实验与应用,研究硬件在环仿真测试的整体测试流程,并根据测试用例对电池管理系统的安全性能、通讯功能等部分功能进行硬件在环测试,并对测试结果进行分析研究。经过电池管理系统的硬件在环的测试试验验证,可以得出结论:电池管理系统硬件在环仿真测试平台能够准确且全面测试和检测BMS的各项功能,可以极大地提高BMS产品的可靠性、稳定性和整体性能。

关键词：电池管理系统电池建模控制策略硬件在环

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储能电池管理系统研究

储能电池管理系统研究

引用

作者：欧阳佳佳浙江大学

学位级别：硕士

新能源的不断发展和应用,使得全球范围内对微网、分布式发电技术的研究逐步加深,传统电力系统向智能电网方向发展。为适应这一变化,应对新能源波动大、供电不稳定的问题,进一步提高电力系统运行可靠性,大容量的储能技术显得日益重要。... 详细信息

新能源的不断发展和应用,使得全球范围内对微网、分布式发电技术的研究逐步加深,传统电力系统向智能电网方向发展。为适应这一变化,应对新能源波动大、供电不稳定的问题,进一步提高电力系统运行可靠性,大容量的储能技术显得日益重要。在这样的背景下,本论文对储能电池管理系统进行研究,探索在大容量储能应用中,如何让储能电池组能够安全、高效运行,并尽可能延长电池的使用寿命。在较为系统的回顾国内外研究的基础上,本文从电池建模及仿真、SOC预测、电池均衡及系统软硬件架构四个方面,对电池管理系统进行了研究和讨论。文中第二章首先讨论了作为研究对象的铅炭电池的建模及仿真。依据PNGV电池模型,建立了参数可变的电池参数拟合仿真模型,并通过全SOC范围的电池充放电测试数据,拟合得到电池参数,从而得到参数可变的PNGV电池模型,模型与实测数据较好吻合,为电池SOC预测提供依据。依据参数可变的PNGV电池模型,文中第三章提出了基于SOC-OCV曲线的卡尔曼滤波电池SOC预测方法。电池电流及端电压值作为输入,依据PNGV电池模型,通过卡尔曼滤波法计算得到电池OCV的预测值,基于SOC-OCV曲线,可以得到当前电池SOC预测值,然后利用电池模型参数与电池SOC之间的关系表格,来得到实时的可变电池参数,可变电池参数参与到下个周期的卡尔曼滤波计算中,不断迭代,可得到实时的电池SOC预测值。文中第四章研究了电池充电均衡、放电均衡及充放电混合均衡三种均衡策略。在两个不同的BMS上分别实现了辅助充电主动均衡与被动均衡结合的混合均衡,辅助充放电主动均衡与被动均衡结合的混合均衡两种均衡策略。基于模块化及BMS功能要求,文中第五章讨论了分布式电池管理系统软硬件架构及实现。每个电池模块都有独立的电池管理模块,各管理模块负责电池模块内部信息处理及决策,并与其他管理模块及上位机之间进行交互,不同管理模块之间既相互独立又可进行交互。该硬件架构结构清晰,功能便于程序实现,同时电池模块化能够方便的实现模块更换及扩展,并适应智能化的发展方向。

关键词：储能电池管理系统电池建模 SOC预测电池均衡

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电动汽车动力锂离子电池模拟器的研究

电动汽车动力锂离子电池模拟器的研究

引用

作者：王志强重庆理工大学

学位级别：硕士

随着燃油汽车造成的环境污染和能源短缺危机日益严重，电动汽车的研究开始受到了广泛的关注和重视。大容量动力锂离子电池凭借能量密度高、循环寿命长和自放电率低等优点，预计成为21世纪电动汽车的主要动力电源。应用动力锂离子电池进... 详细信息

随着燃油汽车造成的环境污染和能源短缺危机日益严重，电动汽车的研究开始受到了广泛的关注和重视。大容量动力锂离子电池凭借能量密度高、循环寿命长和自放电率低等优点，预计成为21世纪电动汽车的主要动力电源。应用动力锂离子电池进行电动汽车开发和测试存在效率低、试验周期长、成本高等缺点，而应用稳压电源替代动力电池进行测试又难以满足电动汽车的各种测试要求。因此，研究开发电动汽车动力锂离子电池模拟器势在必行。本文对动力锂离子电池建模、动力锂离子电池测试实验、电动汽车动力锂离子电池模拟器系统结构、电动汽车动力锂离子电池模拟器仿真、电动汽车动力锂离子电池模拟器硬件设计进行了全面的研究。论文首先分析了国内外动力电池建模的研究现状，提出了考虑温度和容量衰减的改进等效电路模型，分析了循环内阻和温度对模型中动力锂离子电池容量的修正方法。选用Arbin系统及天空能源生产的动力磷酸铁锂电池做了相关的测试实验，提取了改进等效电路模型中的参数，搭建了相应的仿真模型，并分别用四种不同的工况对电池模型进行了验证，结果表明动力锂离子电池模型能够很好的反应动力锂离子电池的输出特性。通过对电动汽车动力锂离子电池模拟器系统结构的分析，提出了选用三相电压型PWM整流器和双向DC/DC变换器结构的系统设计方案，该设计方案既可以实现能量双向流动，又可以实现输出电压大范围变化；其次，建立了电动汽车动力锂离子电池模拟器的仿真模型，并做了整流模式下负载恒定和负载扰动及逆变模式下能量回馈的仿真实验。在此基础上，给出了电动汽车动力锂离子电池模拟器的总体设计、主电路设计和控制电路设计。

关键词：电池建模 PWM整流双向DC/DC变换器模拟器

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纯电动汽车电池管理技术的研究

纯电动汽车电池管理技术的研究

引用

作者：汤恩恩武汉理工大学

学位级别：硕士

随着能源问题和污染问题的日益严重，电动汽车的研发成为了当前的热点。动力电池是电动汽车的动力来源，其价格高、一次充电后行驶里程短的缺陷是目前制约电动汽车规模化、商业化发展的主要瓶颈。在现有电池的条件下，如何充分发挥电池... 详细信息

随着能源问题和污染问题的日益严重，电动汽车的研发成为了当前的热点。动力电池是电动汽车的动力来源，其价格高、一次充电后行驶里程短的缺陷是目前制约电动汽车规模化、商业化发展的主要瓶颈。在现有电池的条件下，如何充分发挥电池的最大效能，最大限度地提高电池的使用寿命，就涉及到本文的研究内容——纯电动汽车电池管理技术。本文的研究以电池的均衡管理为重点展开，研究的内容包括电池模型的建立、电池荷电状态SoC的估算和电池的均衡管理，具体如下： 1.电池模型是电池管理技术研究的基础。本文以磷酸铁锂电池为研究对象，分析了电池的滞回电压特性和回弹电压特性，建立了基于三阶RC网络的电池模型。 2.电池荷电状态SoC的估算是电池管理技术的重要组成部分，同时也是均衡管理的依据。电池系统是一个非线性系统，本文采用扩展卡尔曼滤波算法对电池荷电状态SoC进行估算，能够满足电动汽车的工况要求，且具有较高的估算精度。 3.电池的不一致性直接影响电池组的整体性能，因而进行电池均衡管理具有十分重要的意义。本文在对现有均衡管理方案进行深入分析的基础上，以电感为电荷转移媒介，设计了单电感均衡管理方案和多电感均衡管理方案。单电感均衡管理方案能够实现电池组内任意两个电池之间的均衡管理，所用的器件相对较少，电路相对简单，但不能同时进行多电池的均衡管理，因而只适用于电池不一致性相对较小的动力电池组，即电池组使用的初级阶段。多电感均衡管理方案把电池组分成若干个小组来进行管理，能够进行组间均衡管理和组内均衡管理，能同时进行多电池的均衡管理，因而均衡管理效率高。多电感均衡管理方案适用于电池组使用的任何阶段。通过在matlab/simulink中进行仿真，证实了单电感均衡管理方案和多电感均衡管理方案的可行性和优越性。

关键词：电动汽车电池管理电池建模电池荷电状态电池均衡管理

来源：评论

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电动汽车锂离子电池充电策略研究及监测系统设计

电动汽车锂离子电池充电策略研究及监测系统设计

引用

作者：王祎枭湖南大学

学位级别：硕士

随着能源危机和环境污染的日益严重,新能源电动汽车受到了国内外的高度重视。在市场和政策双重驱动下,近年来我国电动汽车销量增长迅速。电动汽车动力电池组通常是由比能量高、循环寿命长的锂离子电池单体构成,但锂离子电池的容量和充... 详细信息

随着能源危机和环境污染的日益严重,新能源电动汽车受到了国内外的高度重视。在市场和政策双重驱动下,近年来我国电动汽车销量增长迅速。电动汽车动力电池组通常是由比能量高、循环寿命长的锂离子电池单体构成,但锂离子电池的容量和充电速度极大影响着电动汽车的续航充电,因此制约电动汽车行业发展的锂离子电池充电相关技术受到了广泛关注。针对电动汽车锂离子电池充电速度和安全性等问题,论文对电池充电策略进行了相关研究并设计了电池充放电状态监测系统。本文针对锂离子电池充电相关技术开展了一系列工作,所取得的进展主要体现在以下几个方面:1、搭建了锂离子电池等效电路模型在对锂离子电池工作原理和极化现象进行分析的基础上,首先利用电化学工作站搭建电池测试系统,对18650锂离子电池进行OCV-SOC测试和HPPC实验;然后搭建锂离子电池二阶RC等效电路模型,对模型电压电流SOC各状态量的数学表达式进行了推导;最后基于HPPC充放电测试数据采用最小二乘法进行参数辨识从而得到了不同SOC下的各电池模型参数。2、提出了锂离子电池多段恒流充电策略首先基于二阶RC等效电路模型建立了锂离子电池能耗模型和多段恒流充电仿真模型;然后以各阶段电流值为多段恒流充电的优化对象,选取充电时间、充电容量、充电能量效率为优化目标构建目标函数并用粒子群算法进行仿真寻优找到了多段恒流充电策略的最优充电组合;最后将该充电方法与传统的恒流恒压充电方法进行对比实验,结果表明,提出的充电策略在充入电量相差不大的基础上可以有效减少充电时间,提高充电效率,降低充电温升。3、设计了锂离子电池充放电状态监测系统为对锂离子电池充放电状态进行有效监测,首先进行了监测系统的硬件设计,采用Crio 9036和NI 9215数据采集卡进行数据采集;接着进行了SOC估计的扩展卡尔曼滤波算法仿真,仿真结果表明该算法收敛性好能实际运用于本监测系统;然后进行了系统软件设计,编写数据采集程序做下位机,同时编写了波形显示、数据存储与回放、系统登录与报警、基于改进卡尔曼滤波算法的SOC估计等程序做上位机;最后进行了系统调试运行,结果表明该系统不仅能对电压电流温度进行在线监测和数据存储,同时还能对电池SOC进行准确估计。

关键词：电动汽车锂离子电池电池充电策略电池建模虚拟仪器电池状态监测系统

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电动汽车动力电池模拟试验电源

电动汽车动力电池模拟试验电源

引用

作者：苗亮亮重庆理工大学

学位级别：硕士

当前,节能和环保成为可持续发展的关键问题。随着燃油汽车产量和保有量的不断增加,环境污染和自然资源短缺日益严重,电动汽车取代燃油汽车势在必行。在电动汽车的开发和测试过程中,需要使用动力电池。应用动力电池对汽车进行测试存在效... 详细信息

当前,节能和环保成为可持续发展的关键问题。随着燃油汽车产量和保有量的不断增加,环境污染和自然资源短缺日益严重,电动汽车取代燃油汽车势在必行。在电动汽车的开发和测试过程中,需要使用动力电池。应用动力电池对汽车进行测试存在效率低、成本高、试验周期长等缺陷。目前国内汽车公司大多采用稳压电源对汽车进行开发和测试试验。但是应用稳压电源代替电池难以满足汽车试验要求。因此,开发能够模拟电池性能的模拟电源具有重要意义。本文研究重点内容包括以下几个方面:一是电池模型的建立。为了模拟电池的特性,首先要对电池性能进行研究,建立电池性能模型。由于电池是高度非线性系统,本文提出应用支持向量机建立电池模型,并与具有代表性的反向传播(BP)神经网络电池模型进行比较。支持向量机(SVM)是近年来发展起来的机器学习的新方法,它较好地解决小样本、非线性、高维数、局部极小点等问题,具有更好的综合性能。研究表明,支持向量机有效克服了神经网络中可能遇到的局部极小值和过学习问题,具有更好的综合性能,适用于建立电池模型。二是PWM整流器研究。本文对电源进行了研究,为了代替电池供电,模拟电源输出特性需等同于电池特性,即电池非线性特性和充放电特性。通过对各种电源进行研究,其中PWM整流器能够实现可变输出特性和能量双向流动,适用于实现模拟电池特性的电源。本文介绍了支持向量机及SVPWM的基本原理与实现算法,并应用SVPWM算法构建了具有电池性能的模拟电源,应用MATLAB/SIMULINK仿真其结果验证了该算法的可行性。本文进一步设计了以TMS320F2812为控制核心的三相电压型PWM整流器控制系统,论文设计的模拟电源在电动汽车产业中有很大的应用价值。

关键词：电池建模支持向量机 PWM 模拟电源

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