基于CKF的鋰電池SOC估算研究.pdf

1、近年來(lái)我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展迅速，鈦酸鋰電池具有倍率性能好、使用壽命長(zhǎng)、安全性高等優(yōu)勢(shì)，因此成為電動(dòng)汽車(chē)的理想動(dòng)力裝置。精準(zhǔn)的SOC可以有效防止電池過(guò)充、過(guò)放，保障電池的安全應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電池能量最高效率的利用，為后續(xù)的主動(dòng)均衡研究提供數(shù)據(jù)方案，對(duì)預(yù)測(cè)電動(dòng)車(chē)的剩余行駛里程以及電池組的使用和維護(hù)有著重要的意義。由于在當(dāng)前傳感器存在漂移電流，從而導(dǎo)致估計(jì)算法與電池模型使用了帶有誤差的數(shù)據(jù)，進(jìn)而造成荷電狀態(tài)(State of Charge，SOC)估算

2、值存在偏差。
　　本文首先介紹了鋰離子電池的化學(xué)反應(yīng)原理和工作特性，進(jìn)而突出了鈦酸鋰電池在應(yīng)用中的優(yōu)越性，為后續(xù)模擬工況的進(jìn)行提供了可靠的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，然后介紹了現(xiàn)階段主要的SOC估計(jì)算法，通過(guò)分析對(duì)比確定了后續(xù)估計(jì)SOC時(shí)所用的算法。
　　針對(duì)估計(jì)SOC結(jié)果受漂移電流影響這一現(xiàn)象，通過(guò)分析漂移電流的產(chǎn)生，表明了漂移電流長(zhǎng)期存在卻又一直被忽略，選用多個(gè)不同測(cè)量精度的傳感器，通過(guò)模擬工況實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了漂移電流對(duì)SOC估計(jì)結(jié)果的影響程

3、度，實(shí)驗(yàn)表明估算誤差與漂移電流大小呈現(xiàn)出正比關(guān)系。
　　最后，介紹擴(kuò)展卡爾曼濾波器(EKF)、無(wú)跡卡爾曼濾波器(UKF)、容積卡爾曼濾波器(CKF)算法，分析了三種非線性卡爾曼濾波器的性能，其中UKF和CKF算法在濾波精度上高于EKF，并通過(guò)數(shù)學(xué)理論證明了CKF算法在處理非線性系統(tǒng)時(shí)的穩(wěn)定性和收斂性，對(duì)鈦酸鋰電池進(jìn)行了經(jīng)典的充電、放電實(shí)驗(yàn)，分別以Drift-Ah積分法和電化學(xué)噪聲模型作為濾波器的狀態(tài)方程和觀測(cè)方程，以CKF對(duì)電池S