磷酸鐵鋰電池組SOC動態(tài)估算策略及其均衡技術(shù)的研究.pdf

1、混合動力汽車的發(fā)展是推動節(jié)能減排和實現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)綠色化的重要措施。作為混合動力汽車的關(guān)鍵部件，動力蓄電池對整車動力性、經(jīng)濟(jì)性和安全性都有重大影響。因此，深入研究動力蓄電池管理和均衡技對于提高混合動力汽車的性能、保證電池的安全運(yùn)行、延長電池使等都具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值
　　本文首先分析了國內(nèi)外磷酸鐵鋰電池的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，然后根據(jù)混合動力汽車整車對車用動力蓄電池的需求以及國家863項目對鋰離子電池的指標(biāo)要求，深入分析

2、了估算動力蓄電池荷電狀態(tài)的一些重要影響因素，并在分析和研究現(xiàn)有的多個電池模型基礎(chǔ)上，提出了一種動態(tài)估算電池荷電狀態(tài)的方案。
　　電池單體的電壓非常小，所以混合動力汽車的動力電池一般需要若干單體電池串聯(lián)而成。由于制造誤差等因素的存在，使得電池之間必然存在內(nèi)阻、端電壓、容量等參數(shù)的不一致，因此對單體電池的SOC和整組電池的SOC的估計往往存在較大的差異；又由于電池在使用過程中存在電池單體之間的通風(fēng)散熱差異、電能化學(xué)能的轉(zhuǎn)換差異以及電池

3、的過充電、過放電等情況的發(fā)生，更加劇了電池之間的不一致性，所以就非常需要對電池組的動態(tài)SOC進(jìn)行正確的估算。為了解決電池組不一致性和復(fù)雜路況對準(zhǔn)確估算電池組SOC的影響，在電池組的使用過程中需要加入動態(tài)估算電池組SOC的算法策略，并使用電池管理器及其均衡子系統(tǒng)對其進(jìn)行優(yōu)化管理。本文從磷酸鐵鋰電池實際應(yīng)用出發(fā)，著重研究了其在動態(tài)負(fù)載過程中的不均衡現(xiàn)象，提出了動態(tài)估算電池組SOC的方案與策略，并通過試驗證明該方案能有效地避免電池的過充或過放

4、。本文還根據(jù)電池組中各個電池單體的實際狀態(tài)針對性地設(shè)計了“低充高放”的均衡子系統(tǒng)，提出了“電量均衡法”的均衡策略，并借助于單片機(jī)系統(tǒng)的專用控制電路進(jìn)行相應(yīng)的電量補(bǔ)償均衡。試驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)在很大程度上提高了電池組各單體電量的一致性。
　　為了驗證電池組是否滿足相應(yīng)的車用測試要求，本文借助了自主研發(fā)的大功率動力電池試驗臺、迪卡龍電池測試系統(tǒng)、多通道蓄電池組對充測試裝置、電池組動態(tài)性能測試系統(tǒng)等設(shè)備，對動力蓄電池組進(jìn)行充放電試驗、效