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文献类型

53 篇 学位论文
27 篇 期刊文献
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83 篇 电子文献
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81 篇 工学
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- 1 篇 土木工程
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1 篇 文学
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1 篇 理学
- 1 篇 物理学

主题

83 篇 电池建模
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14 篇 电动汽车
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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...
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3 篇 不一致性
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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
2 篇 郭兆东
1 篇 陈岚
1 篇 杨斌
1 篇 cui jintao
1 篇 祖雯昕
1 篇 汪玉洁
1 篇 屠恒勇
1 篇 万国春
1 篇 yao wei
1 篇 廖柯伊

语言

83 篇 中文

检索条件"主题词=电池建模"

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排序：

储能锂电池状态估计及主动均衡策略研究

储能锂电池状态估计及主动均衡策略研究

引用

作者：郭兆东北方工业大学

学位级别：硕士

锂离子电池具有功率高,反应迅速的优点,因其优异的性能,在储能领域广泛应用。对储能锂电池的深入研究具有重要意义,目前可通过对电池单体进行建模来描述电池内部复杂的化学反应,电池的荷电状态(State of Charge,SOC)可以表征内部的电量... 详细信息

锂离子电池具有功率高,反应迅速的优点,因其优异的性能,在储能领域广泛应用。对储能锂电池的深入研究具有重要意义,目前可通过对电池单体进行建模来描述电池内部复杂的化学反应,电池的荷电状态(State of Charge,SOC)可以表征内部的电量值,它是对电池进行状态估计的基础,也是充放电策略的主要依据,因此需要对电池的SOC进行准确估计,同时,在电池生产、使用过程中,组内、组间电池单体会产生不一致性,这种情况的出现会加速电池寿命的衰减,是需要尽快解决的问题。针对以上问题本文做了以下工作: 本文首先选用电池型号为PL060736的磷酸铁锂电池作为研究对象,通过充放电实验和脉冲测试实验等得到相关数据,同时得出电池开路电压和SOC的拟合曲线,其次在现有等效电路模型的基础上提出了一种考虑容量衰减、电流倍率等多种影响因素的储能单体模型,在建模的基础上,分析多种影响因素,给出了确定模型中各个元件参数的方法,在整数阶模型的基础上,为提高模型精度,提出分数阶模型,分别运用递推最小二乘法和自适应遗传算法两种方法对模型进行参数辨识,经对比分析,基于分数阶模型的参数辨识结果精度更高。然后本文研究了锂电池SOC估计的现有方法,并通过电池的实验数据进行仿真建模分析,在现有研究成果的基础上,对传统的扩展卡尔曼滤波算法进行改进,提高方法的鲁棒性,同时基于分数阶模型,引入多新息理论,提出了基于分数阶模型的多新息鲁棒扩展卡尔曼滤波算法,并对比不同改进方法的SOC估计精度,验证了所提方法的优越性。同时基于双卡尔曼滤波器的原理,运用基于分数阶模型的EKF估计电池的健康状态(State of Health,SOH)和在线参数辨识,完成了锂电池SOC和SOH联合估计并进行了仿真验证,结果表明,锂电池端电压、SOC、SOH和容量估计的所有峰值误差均小于±2%。最后本文针对电池的不一致性问题,运用了主动均衡电路对电池组内、组间的单体进行均衡控制,首先选择锂电池的SOC作为均衡效果的评判指标,然后以电力电子技术中变流电路为基础,设计了可以进行双向均衡的双层主动均衡电路,同时运用模糊控制算法来控制均衡电流大小,进而实现主动均衡的控制,最后搭建模型仿真,通过对静置、新的欧洲驾驶循环(New European Driving Cycle,NEDC)、标准化城市循环工况(Urban Dynamometer Driving Schedule,UDDS)三种不同工况下的仿真结果分析,对比现有均衡方法,验证了本文方法对均衡效率的提高。

关键词：电池建模锂电池等效电路模型分数阶模型扩展卡尔曼滤波多新息模糊控制主动均衡

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基于锂离子电池简化电化学模型的自适应死区SOC估计算法

基于锂离子电池简化电化学模型的自适应死区SOC估计算法

引用

作者：廖柯伊西南交通大学

学位级别：硕士

近年来,世界各个国家的经济发展势头良好,人们的物质条件不断提升,但随之出现了能源危机以及环境污染的加重,所以人们在不断推动工业化进程的同时也开始关注能源与环境问题。新能源电动汽车由于其节能环保的特点,成为了当下研究的热点... 详细信息

近年来,世界各个国家的经济发展势头良好,人们的物质条件不断提升,但随之出现了能源危机以及环境污染的加重,所以人们在不断推动工业化进程的同时也开始关注能源与环境问题。新能源电动汽车由于其节能环保的特点,成为了当下研究的热点。电动汽车的心脏是动力电池,很大程度上决定了电动汽车的发展上限。与其他动力电池相比,锂离子电池具有优秀的电化学稳定性、较大的能量密度、较长的电池寿命和无需维护等特点,所以在电动汽车以及各种储能设备上得到了广泛的应用。为了确保锂电池组在复杂车载环境下的高效、安全和可靠运行,先进的电池管理系统(Battery Management System,BMS)至关重要。电池管理系统的核心算法需要以精确、稳定的电池模型作为基础。故本文对于锂电池建模和其状态估计进行了研究:1.在锂离子电池扩展单粒子模型的基础之上,建立IESP模型。搭建电池实验台架,进行电池测试,验证了所提出的IESP模型。2.对Arrhenius容量衰减经验模型进行改进,建立修正Arrhenius容量衰减经验模型,与原模型只能用于固定工况条件下的容量衰减计算不同,本文所提出的修正模型能够适用于变工况条件。3.对IESP模型进行模型参数敏感度分析,得到对于模型SOC以及端电压影响较大的五个模型参数,设计双EKF联合估计算法对电池模型参数与状态的联合进行在线估计。然后针对联合估计算法的缺陷,设计自适应死区双EKF算法。在不同循环条件下对自适应死区双EKF算法进行验证。4.针对EKF类算法在非高斯分布噪声的系统不适用的的情况,基于锂离子电池IESP模型设计了双SMO算法。并对比分析了双SMO算法与双EKF算法的计算效率、收敛速度以及SOC估计精度。同样针对双SMO联合估计算法的缺陷,设计了自适应死区双SMO算法。在不同循环条件下对自适应死区双SMO算法进行了验证。5.建立电池集中质量热模型,并根据能量守恒原理得到电池表面温度与内部温度,再对IESP模型中与温度相关参数进行更新,建立锂离子电池电热耦合模型,并基于电热耦合模型,设计自适应死区双SMO算法对在不同温度条件下对SOC进行估计。

关键词：锂电池状态与参数估计电池建模自适应死区

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电动汽车用锂离子电池SOC估算方法研究

电动汽车用锂离子电池SOC估算方法研究

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作者：张庆合肥工业大学

学位级别：硕士

近年来随着全球气候、能源与环境等问题逐渐凸显，电动汽车以其低污染、噪声低、能源效率高、结构简单、使用维修方便等优势成为汽车工业研究热点。作为电动汽车的动力来源，锂离子电池以其能量密度高、小型轻量和高输出功率等优点逐渐... 详细信息

近年来随着全球气候、能源与环境等问题逐渐凸显，电动汽车以其低污染、噪声低、能源效率高、结构简单、使用维修方便等优势成为汽车工业研究热点。作为电动汽车的动力来源，锂离子电池以其能量密度高、小型轻量和高输出功率等优点逐渐成为首选，锂离子电池荷电状态（state of charge, SOC）估计一直是电池研究的重点和难点。本研究以电动汽车用锂离子电池为研究对象，结合锂离子电池在实际工况下的特性，对锂离子电池建模方法和SOC估计算法进行了较深入研究。首先介绍了电动汽车用锂离子电池组成、制作工艺、结构以及工作原理，并对锂离子电池的主要性能参数做出针对性的研究，同时采用自行开发的锂离子电池测试系统，进行相关电池参数的实验测试。基于经典的电池模型的分析，并结合电池在实际工况下的特性，本文决定采用PNGV改进模型对电动汽车用锂离子电池进行建模，借助对电池放电曲线及恢复曲线的分析，运用最小二乘法完成对模型参数的辨识，并采用MATLAB/SIMULINK仿真模块，实现了所建立模型准确性的验证。然后综合分析经典SOC估算方法，基于PNGV改进模型，利用扩展Kalman滤波算法，结合安时积分法实现对锂离子电池系统空间状态的建模，借助开路电压法对锂离子电池荷电状态初始值的预估计，运用扩展Kalman滤波算法的迭代运算，完成对锂离子电池SOC估计。最后通过MATLAB仿真和电池充放电实验数据对比可知，PNGV改进模型所模拟的电池特性非常接近真实情况，基于PNGV改进模型的SOC估算方法运用于锂离子电池荷电状态估计是准确合理的。

关键词：电动汽车锂离子电池电池建模荷电状态(SOC) 扩展卡尔曼滤波算法

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基于融合模型的锂离子电池荷电状态联合估算技术研究

基于融合模型的锂离子电池荷电状态联合估算技术研究

引用

作者：林加顺中国矿业大学

学位级别：硕士

锂离子电池凭借循环寿命长、能量密度高、无污染等特点被广泛应用于新能源存储中,是实现低碳经济的重要助力。精确估算电池荷电状态(state of charge,SOC)能够辅助电池管理系统实现安全高效的能量管理策略,延长电池使用寿命。本文以目... 详细信息

锂离子电池凭借循环寿命长、能量密度高、无污染等特点被广泛应用于新能源存储中,是实现低碳经济的重要助力。精确估算电池荷电状态(state of charge,SOC)能够辅助电池管理系统实现安全高效的能量管理策略,延长电池使用寿命。本文以目前新能源存储中应用广泛的磷酸铁锂电池作为研究对象,对其开路电压(open circuit voltage,OCV)特性、建模方案以及SOC估算方法展开研究。准确的OCV-SOC曲线是保证锂离子电池建模精度的基础。本文分析了静置法与涓流法获取OCV-SOC曲线的原理,通过实验分析发现,静置法与涓流法在获取磷酸铁锂电池OCV-SOC曲线时分别存在无法描述非静置点OCV特性与极化效应影响的缺陷。针对该问题,本文提出了一种高精度磷酸铁锂电池OCV-SOC曲线获取方法,该方法以分段形式拟合涓流放电曲线为优化对象,基于静置法测量数据与一阶RC等效电路模型设计约束条件,采用差分进化方法寻优获取OCVSOC优化曲线。经实验验证,所提方法能够精确模拟锂离子电池OCV特性。电池模型作为锂离子电池外特性的集中数学表达形式,是进行SOC估算研究的重要基础。本文介绍了目前应用广泛的四种等效电路模型,通过分析比较选取结构简单、精度较高的二阶RC等效电路模型作为研究对象。在此基础上,分析了递推最小二乘法(recursive least square,RLS)辨识电池模型的原理与过程,通过实验发现,使用RLS算法辨识获取的二阶RC等效电路模型难以有效区分大、小时间常数RC环节,并且模型在精度与适应性方面仍存在一定提升空间。针对该问题,本文提出了一种融合模型构建方案,利用加权平均优化方法融合多个电池模型获取大RC环节与欧姆内阻参数,然后将融合参数作为约束因子使用RLS算法针对性地辨识电池模型剩余参数。经实验验证,所提方案能够提供更为准确的参数辨识结果,并提高电池模型的精度与适应性。在SOC估算部分,本文着重研究了滑模观测器(sliding mode observer,SMO)算法与粒子滤波(particle filter,PF)算法的SOC估算原理,研究结果表明:PF算法的抗噪能力强,但存在粒子退化与贫化问题;SMO算法对模型参数扰动具有较强鲁棒性,但对系统噪声敏感。基于上述分析,本文提出了一种具有初值补偿功能的滑模观测器与粒子滤波联合SOC估算,该方法基于PID控制理论设计SOC初值补偿策略,提升算法收敛速度,然后以粒子滤波为优化对象,在粒子扩散过程中引入电压观测值,模拟滑模观测器的方式引导粒子向高似然区域移动以兼顾二者优势。实验结果表明,所提算法在正常环境、噪声扰动、模型参数扰动、SOC初值误差扰动以及不同测试工况下均可准确估算电池SOC,极大地提升了SOC估算算法的精度与适应性,具有一定实用价值。

关键词：锂离子电池电池建模 SOC估算粒子滤波滑模观测器

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电池模拟器及其应用

电池模拟器及其应用

引用

作者：谢俊文华中科技大学

学位级别：硕士

近年来，随着石油资源日益匮乏和环境问题日趋严峻，可再生能源发电得到了极大的发展。但是，可再生能源（如风能、太阳能等）本身固有的间歇随机和不可控的特点，会对电网的安全稳定运行带来负面影响。在电力系统中配置一定容量的储能... 详细信息

近年来，随着石油资源日益匮乏和环境问题日趋严峻，可再生能源发电得到了极大的发展。但是，可再生能源（如风能、太阳能等）本身固有的间歇随机和不可控的特点，会对电网的安全稳定运行带来负面影响。在电力系统中配置一定容量的储能系统，有利于平抑功率波动、提高电网稳定性、改善供电质量、发挥电力调峰作用等。开发出一种模拟电池原型外特性的电池模拟器有助于促进对储能技术的研究。本文首先对液流电池、锂电池和铅酸蓄电池进行建模，建立既精确又实用的等效电路模型。在总结了现有电池模拟器拓扑结构的基础上，根据对储能电池的实验和研究需要，本文研究了一种基于DSP和电力电子技术的数字式通用型电池模拟器。采用三相电压型PWM变换器(VSC)作为拓扑，该模拟器可以模拟不同种类、不同参数、不同工况的电池外特性。随后本文给出了该模拟器的具体的软、硬件设计方案，并研制出电池模拟器样机。最后仿真和实验结果表明该装置能够精确模拟多种电池的充、放电工况，设计可行，性能效果良好。在所研制的通用型电池模拟器装置上，作为电池模拟器的应用，本文还进行了电池储能系统优化控制的应用研究。围绕基于电池储能系统的风力发电系统并网安全稳定运行问题，本文总结了现有的风力发电并网控制算法和电池储能系统控制方法。针对现有方法的不足，本文提出基于变平滑时间常数和功率限幅的优化控制方法。该方法能够根据电池储能系统的荷电状态(SOC)实时调整平滑时间常数，避免电池的满充、过放、过载，有效地延长储能系统的寿命。同时给出了储能并网逆变器的软、硬件设计方案。最后搭建了样机并且应用电池模拟器进行了实验，实验结果表明变平滑时间常数优化控制方法能够更好兼顾并网功率平滑度和电池储能系统的保护。

关键词：可再生能源发电电池建模电池模拟器电池储能系统优化控制平滑时间常数

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应急插拔电池系统拓扑结构设计与均衡控制研究

应急插拔电池系统拓扑结构设计与均衡控制研究

引用

作者：尹政威重庆理工大学

学位级别：硕士

移动储能电源车因静音环保,机动灵活等优点,在生活中越来越为人们所需要。锂离子电池因其比能量高、充放电能力强等一系列优点,成为移动储能电源车首选的能量源,并在移动储能电源车领域得到广泛应用。插拔式移动储能电源车由于插拔过程... 详细信息

移动储能电源车因静音环保,机动灵活等优点,在生活中越来越为人们所需要。锂离子电池因其比能量高、充放电能力强等一系列优点,成为移动储能电源车首选的能量源,并在移动储能电源车领域得到广泛应用。插拔式移动储能电源车由于插拔过程所导致的电池之间不一致性差异较大,很大程度上影响了电池组的使用寿命和稳定性。电池管理系统作为移动储能电源车的核心控制部分,在保障电池安全、延长电池寿命、提高电池性能、提高系统效率、快速故障检测等方面作用巨大。电池均衡控制技术又是电池管理系统的关键组成部分,通过对电池的能量源进行均衡管理,改善电池组的不一致性,避免电池出现过度充电、过度放电的现象,高效的电池均衡管理对于移动储能电源车未来的应用前景至关重要。本文基于此,总结了目前国内外学者对电池均衡技术的研究现状,明确了对电池均衡技术的研究从均衡拓扑结构和均衡控制策略两个方面展开。主要研究内容如下:论文首先对电池拓扑连接的可靠性进行了分析,通过对比电池常用建模方法并选择二阶RC等效电路模型为本文的分析模型,并对电池模组推导验证了其在进行串并联后可以用电池单体模型进行表示,根据HPPC(Hybrid Pulse Power Characteristic)实验辨识电池内部参数,在Matlab/Simulink中搭建电池模型。制定相关工况验证模型准确性,建立满足需求的电池模型。其次,针对电池的不一致性对电池组表现形式以及产生原因进行分析,根据本文研究对象选取电池荷电状态SOC(State of Charge,SOC)作为均衡系统的输入。因采用的均衡变量SOC不能够直接测量得到,需要进行SOC估算获取。本文基于扩展卡尔曼滤波算法,采用算法结合的方式进行电池SOC估算,解决了传统单一的估算方法对于SOC差异过大而估计不准确的问题。并在Simulink中搭建电池估算模型,完成SOC估算。再对具体的均衡拓扑电路进行设计,通过对常用的均衡电路进行了结构介绍和原理分析,并结合插拔式电池系统其扩展性好,易于模块化等特点,确定了采用Buck-Boost电感式主动均衡电路。通过传统Buck-Boost型均衡电路分析,针对传统电路的不足加以改进,再对改进后均衡电路的工作原理进行分析,结合电路的实际工作特性对均衡电路的相关参数分析设计,以此提高运行稳定性。最后,以电池SOC作为均衡系统的控制信号,基于模糊控制的算法结合PID控制,对均衡电流进行合理调节,并对比其与传统控制方法的均衡效果,再进行电池均衡实验验证,也进一步从实际应用的角度说明了方案的可行性。结果表明,基于改进的Buck-Boost型主动均衡电路和双控制协调均衡策略能有效提高了电池组的一致性,延长电池使用寿命。

关键词：电池建模不一致性 SOC估算 Buck-Boost 均衡控制

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动力电池模拟电源控制系统研究

动力电池模拟电源控制系统研究

引用

作者：张丙寅哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着科技的进步和社会的发展，能源危机和环境污染问题愈演愈烈，社会生产力的提高受到严重的制约，其中尤以汽车产业最为明显。而研制电动车成为世界汽车产业发展的一个重要趋势。但是在动力车的研发中，如果使用真实的动力电池进行实... 详细信息

随着科技的进步和社会的发展，能源危机和环境污染问题愈演愈烈，社会生产力的提高受到严重的制约，其中尤以汽车产业最为明显。而研制电动车成为世界汽车产业发展的一个重要趋势。但是在动力车的研发中，如果使用真实的动力电池进行实验和测试，具有效率低、试验结果不准确、成本高、测试和调节难度大等缺点。不仅如此，废旧电池还会对环境造成严重污染，这就违背了电动汽车的研发初衷。在这种情况下动力电池模拟电源应运而生，它可以通过跟踪控制实现对电池特性的模拟，从而改变现今用稳压电源代替电池进行汽车实验的尴尬局面，提高研发效率和研究结果的可信度。本文首先分析了动力电池的特性及工作原理，选择性能优、安全性好的磷酸铁锂电池作为研究对象，介绍了若干经典电池模型，提出应用Olivier-Louis电池模型进行建模。此外，为了让电池模拟电源能够与实际动力电池一样自动地工作在负载工作点上，本文设计了确定模拟电源负载工作点的控制策略，分为电池特性曲线的获得方法、寻找负载工作点的方法和SOC估计方法三部分。接下来在比较电池模拟的经典拓扑结构的基础上，提出电池模拟系统主电路拓扑并针对可能存在的环流问题给出改进方法。由于动力电池的负载为电动汽车，因此本文根据不同电气结构设计了两种等效负载结构并分析了系统的工作原理。然后运用状态空间平均法对系统进行了数学建模，以经典控制中的频域法对系统的控制器进行了设计。最后在Matlab/Simulink环境中搭建了系统仿真模型，对系统的各个部分进行了仿真分析，验证了理论研究的正确性。基于DSP完成了系统软件程序的编写及对硬件平台的功能性调试，实验结果验证了设计的合理性和可行性。

关键词：动力电池模拟电源电池建模控制系统状态空间平均

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电动汽车电池测试系统

电动汽车电池测试系统

引用

作者：王子敬浙江大学

学位级别：硕士

随着传统燃油汽车引起的能源、环保等问题日益突出,电动汽车作为新兴的绿色交通工具,得到了各大汽车厂家的关注。电池作为电动汽车的主要动力来源,其性能和寿命直接影响电动汽车的性能。研究动力电池的充放电特性,测试动力电池在不同条... 详细信息

随着传统燃油汽车引起的能源、环保等问题日益突出,电动汽车作为新兴的绿色交通工具,得到了各大汽车厂家的关注。电池作为电动汽车的主要动力来源,其性能和寿命直接影响电动汽车的性能。研究动力电池的充放电特性,测试动力电池在不同条件下的性能,对保证动力电池安全性、提高其利用效率以及开发更合适电动汽车的电机驱动器具有重要的理论意义和工程应用价值。本文根据锂电池的特点,设计了一个电动汽车电池测试平台,对电动汽车电池的各种性能进行了有效的测试。首先,在Matlab/simulink环境下建立了整个测试系统的模型。通过对比分析现有的电池模型,建立了电池的二阶RC等效电路模型并验证其有效性；依据电容的参数建立了电容模型；并依据矢量控制算法建立了电机驱动部分的模型。通过仿真研究,分析了不同电感电容和载波频率下直流侧波形的谐波组成。其次,在分析现有电池测试系统的基础上,针对现有电池测试系统的缺点,采用上下位机结构的形式,设计了一个高仿真度的电动汽车电池测试系统平台,通过编制上位机软件,实现了基于CAN总线和485总线的上下位机之间的通信,并在测试系统平台上实现了电池的恒电流放电、恒功率放电以及模拟电动汽车实际运行状况的放电控制,实验结果验证了测试系统平台的有效性。最后,在所搭建的电池测试系统平台上,测试了电池的直流侧谐波,对比了各种不同电感电容的滤波效果,并与仿真结果做了比较。测试了电池在不同情况下恒流放电的温升并对结果进行了分析。通过能量回馈实验,验证了超级电容在电机回馈制动时对冲击电流的吸收和对能量利用率的提高。

关键词：电动汽车电池建模电池测试系统上位机软件

来源：评论

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水下动力电池健康管理中的估计方法与研究

水下动力电池健康管理中的估计方法与研究

引用

作者：许耀辉辽宁科技大学

学位级别：硕士

人类对海洋的追求从未停息,水下机器人的快速发展为人类探索和研究海洋提供了全新视角。锂离子动力电池作为水下机器人的主要动力来源,为海洋探索任务提供了至关重要的能源保障。然而,复杂的水下工作环境和动力电池内部复杂的化学反应... 详细信息

人类对海洋的追求从未停息,水下机器人的快速发展为人类探索和研究海洋提供了全新视角。锂离子动力电池作为水下机器人的主要动力来源,为海洋探索任务提供了至关重要的能源保障。然而,复杂的水下工作环境和动力电池内部复杂的化学反应给电池的安全性和稳定性提出了严峻考验,因此电池管理系统(Battery Management System,BMS)的研究和发展成为必然。作为BMS中尤为重要的两个评价指标,荷电状态(State of Charge,SOC)与健康状况(State of Health,SOH)的准确预测估计十分必要。采用合理的预测算法对SOC和SOH进行预测估计,对提升动力电池工作状态的安全性,保证电池寿命运行在合理区间,实现容量的最大利用具有重要参考意义。现阶段有关SOC和SOH的预测估计研究较为广泛,本文在现有研究基础之上,分析并建立了二阶RC网络等效电路模型,进行了离线参数辨识并验证了辨识结果的准确性。以该模型为基础,对常用SOC预测估计算法进行了原理介绍和仿真实现,经综合对比分析,常用算法中的无迹卡尔曼滤波算法(Unscented Kalman filter,UKF)预测估计效果最佳。利用UKF算法对智能滤波算法中的粒子滤波算法(Particle filter,PF)进行改进,得到了新的无迹卡尔曼粒子滤波算法(Unscented Kalman Particle filter,UKPF)。仿真实验结果表明,与原有PF算法和UKF算法相比,UKPF算法对水下动力电池SOC的预测估计效果更佳,SOC平均误差分别减少了0.37%和0.64%,有效提高了SOC预测估计精度。此外,本文将SOC与SOH两个评价指标相结合,以UKPF算法对SOC的动态模型状态进行预测估计,以带可变遗忘因子的递推最小二乘法(Variable Forgetting Factor Recursive Least Square,VFFRLS)对SOH部分的动态模型参数进行辨识,两者互为输入输出,实现UKPF+VFFRLS算法的联合估计。相比原有仅能对SOC单独进行预测估计的算法,UKPF+VFFRLS对SOC和SOH联合估计算法不仅能对水下动力电池SOH进行实时预测估计,更能有效提高SOC的预测估计结果精度,SOC平均误差低至0.74%,RMSE低至0.0099。

关键词：水下动力电池健康管理电池建模 SOC估计 SOC与SOH联合估计

来源：评论

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基于卡尔曼滤波的动力电池荷电状态估计研究

基于卡尔曼滤波的动力电池荷电状态估计研究

引用

作者：刘晓静天津科技大学

学位级别：硕士

环境污染和能源缺乏的问题日益严重,为了建设生态文明和实现可持续发展,大力发展新能源汽车是目前必需的途径。新能源汽车在使用中仍然存在一系列的问题,锂离子电池荷电状态估计(State of Charge,SOC)是我国在纯电动汽车应用中面临的技... 详细信息

环境污染和能源缺乏的问题日益严重,为了建设生态文明和实现可持续发展,大力发展新能源汽车是目前必需的途径。新能源汽车在使用中仍然存在一系列的问题,锂离子电池荷电状态估计(State of Charge,SOC)是我国在纯电动汽车应用中面临的技术难点。本文以磷酸铁锂电池为研究对象,对电池的建模方法及SOC的估计方法展开研究,重点涉及:(1)对动力电池SOC估计进行前期准备工作。了解电池的工作原理、种类、主要参数以及等效电路模型。使用动力电池测试仪和磷酸铁锂电池进行相应的电池特性试验。通过对锂离子电池特性的分析,确定锂离子电池的最大可用容量,选用5阶多项式方程来说明电池开路电压和电池SOC之间的关系。(2)为提高电池模型的精度,对电池模型的算法改进。首先,利用离线参数辨识和在线参数辨识搭建一阶RC等效电路模型。其次,对在线参数辨识进行改进,采用比例控制的方法修正电压偏差。最后,在MATLAB/Simulink中,建立离线参数辨识、在线参数辨识和改进在线参数辨识的模型,用混合动力脉冲特性测试和城市道路循环工况对这三种辨识方法的电池模型精度进行了比较,试验结果证明,改进在线参数辨识所构成的模型精度更高。(3)为提高电池SOC估计的精度,对扩展卡尔曼滤波算法(Extended Kalman Filter,EKF)进行改进。在EKF的基础上结合BP(Back Propagation)神经网络算法,即在EKF算法上对电池模型的SOC进行在线的修正。将在线参数辨识和BPEKF算法相结合,实现了SOC的实时在线估计。使用混合动力脉冲特性测试和城市道路循环工况进行仿真,仿真的结果表明改进的BP-EKF算法拥有更高的准确性。本文采用改进的在线参数辨识提高了电池模型的准确性,基于BP-EKF算法联合改进的在线参数辨识模型提高了SOC估计的精确度,对电池管理系统的运行有着重要意义。

关键词：电池建模递推最小二乘法扩展卡尔曼滤波 BP神经网络

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