混合動力車輛電池性能及其管理系統(tǒng)研究.pdf

1、節(jié)能、環(huán)保與安全是世界汽車工業(yè)發(fā)展的3大主題，混合動力電動汽車由于兼具內(nèi)燃機車輛和電動車輛的優(yōu)點，成為清潔汽車產(chǎn)業(yè)化的重要方向。水平鉛布電池是一種新型的閥控鉛酸蓄電池，由于其具有使用安全和免維護性能，在電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用前景引人關(guān)注。本文研究了水平鉛布電池的性能，和作為電動車輛電源的輸入輸出特性；分析了電池管理系統(tǒng)的功能，對電池管理系統(tǒng)中的研究重點一電池的狀態(tài)進行了綜合估計方法的實踐和利用卡爾曼濾波方法的試驗和驗證；設(shè)計和開發(fā)了電池管理

2、系統(tǒng)，實現(xiàn)了電池參數(shù)檢測、電池狀態(tài)估計、均衡充電及異常報警等功能，并在混合動力摩托車上進行了運行試驗。 進行了水平鉛布蓄電池的應(yīng)用研究，通過臺架試驗，研究了水平鉛布蓄電池的充放電特性；確定了電池容量與使用條件的數(shù)量關(guān)系；分析和測試了串聯(lián)電池組在充放電過程中的性能差異，設(shè)計開發(fā)了電池組均衡充電試驗裝置并進行了試驗驗證。在此基礎(chǔ)上進行了電池的模型研究，確定了電池的容量和電壓特性模型，并從電壓限制的角度對一定荷電狀態(tài)電池最大允許充放電

3、功率進行了預(yù)測，為管理系統(tǒng)控制電池的充放電過程提供了依據(jù)。建立了電池的等效電路模型，通過試驗進行了參數(shù)辨識，為電池荷電狀態(tài)模型的建立提供了基礎(chǔ)。 進行了電池組荷電狀態(tài)預(yù)測技術(shù)研究，提出了在混合動力電動汽車上將電量累計、電壓測量作為混合動力電動汽車荷電狀態(tài)和健康狀態(tài)的估計方法，具體實踐中考慮了溫度對容量的影響。實施了在線監(jiān)測電池內(nèi)阻的方法，作為電池健康狀態(tài)的檢測手段，及時發(fā)現(xiàn)性能退化，避免產(chǎn)生大量電池失效。 進行了卡爾曼濾

4、波技術(shù)電池荷電狀態(tài)估計的應(yīng)用研究，根據(jù)電池等效電路模型，建立了電池系統(tǒng)的狀態(tài)方程和測量方程，對實車運行時的的電池參數(shù)進行采集，編制了濾波算法程序?qū)?shù)據(jù)進行處理。實驗結(jié)果表明，該方法可以實現(xiàn)對動態(tài)條件下電池組荷電狀態(tài)的估計，可作為電量累計方法的校驗，減少由于電池狀態(tài)演變引起的誤差累計。 設(shè)計和開發(fā)了電池管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了電池參數(shù)采集、電池狀態(tài)估計、異?，F(xiàn)象報警和數(shù)據(jù)輸出和顯示等功能。完成了電池管理系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計，包括電流傳感器、