純電動汽車磷酸鐵鋰電池SOC在線估算系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、在電池管理系統(tǒng)中,電池電荷狀態(tài)SOC(State of Charge)是一個非常重要的參數(shù),不僅可以反映電池的剩余電量,還可以通過SOC估算續(xù)航里程,所以對純電動汽車的發(fā)展具有重要意義。因為SOC不能直接測量獲取,并且電池的工作環(huán)境復(fù)雜,工作特性呈現(xiàn)高度的非線性,同時SOC估算還受到電池電壓、溫度、充放電電流和測量傳感器的精度等多個因素的影響,所以,要精確的估算SOC非常困難。本文針對磷酸鐵鋰電池的SOC估算問題,主要研究內(nèi)容如下:

2、r>　　(1)通過分析國內(nèi)外SOC估算技術(shù)研究現(xiàn)狀以及存在的不足,根據(jù)不同方法之間存在各自的優(yōu)缺點,得出單一的估算方法不能準(zhǔn)確的估算出SOC,通過多種方法的結(jié)合才能更好的估算出SOC。根據(jù)SOC估算與模型之間的關(guān)系,驗證PNGV模型能夠比較準(zhǔn)確的反映出磷酸鐵鋰電池的特性,建立了磷酸鐵鋰電池的PNGV數(shù)學(xué)模型,同時進(jìn)行PNGV模型參數(shù)辨識。
　　(2) SOC估算算法實現(xiàn)。電池SOC估算系統(tǒng)是高度非線性的,通過對擴(kuò)展卡爾曼濾波(EK

3、F)與無跡卡爾曼濾波(UKF)的比較,得出UKF在估算SOC方面優(yōu)于EKF。論文結(jié)合多種算法的優(yōu)點,提出了基于PNGV模型的一種UKF與開路電壓聯(lián)合估算方法。通過ARBIN電池測試柜測得實際電池參數(shù),再由Matlab對UKF與開路電壓聯(lián)合估算方法進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明,UKF與開路電壓聯(lián)合估算方法精度高,自尋真值時間短,估算穩(wěn)定。
　　(3)軟硬件實現(xiàn)。使用TMS320F28335對信號采集以及SOC估算軟硬件實現(xiàn),并通過上位機軟

4、件LabVIEW進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)顯示。實驗驗證了本方法具有一定的實用性和實際可行性,且實際估算的SOC精度高。
　　本文的創(chuàng)新點:
　　(1)建立電池模型。通過PNGV模型與安時法的結(jié)合建立磷酸鐵鋰電池模型,模型結(jié)構(gòu)簡單易實現(xiàn),并能夠反映出磷酸鐵鋰電池的動態(tài)特性。
　　(2) UKF與開路電壓聯(lián)合估算方法實現(xiàn)。啟動電池管理系統(tǒng)時,由開路電壓估算出SOC值作為UKF估算初值,減少UKF估算時間,再通過UKF對SOC進(jìn)行估算,