基于DSP的混合動力汽車電池信號監(jiān)測及SOC估計(jì)研究.pdf

1、動力電池是混合動力汽車主要的能量來源之一,其性能的優(yōu)劣直接影響到混合動力汽車的整車性能,在諸多動力電池中,鋰電池憑借其高比能量、高放電率的優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是最有發(fā)展?jié)摿Φ膭恿﹄姵胤N類。由于鋰電池的電壓低的特點(diǎn),通常是幾百節(jié)串聯(lián)使用,為了使電池組穩(wěn)定、高效、安全的工作在最佳狀態(tài),并且消除鋰電池的安全隱患問題,因此好的電池管理系統(tǒng)必不可少。電池管理系統(tǒng)可以監(jiān)測每一節(jié)電池的信號,對單體電池進(jìn)行合理的管理,可以有效提高動力電池的性能,延長使用壽命。

2、
　　 動力電池的荷電狀態(tài)(State-of-Charge,SOC)是表征電池剩余容量的重要參數(shù),SOC值是電池管理系統(tǒng)控制電池充放電的重要依據(jù),而且還是制定能量管理策略的一個(gè)重要參數(shù),其估計(jì)精度直接影響電池的使用壽命和成本。但是由于電池工作時(shí)內(nèi)部復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)以及使用過程中表現(xiàn)出的較強(qiáng)的非線性特性,使得SOC難以精確估計(jì),成為電動汽車領(lǐng)域的技術(shù)難題之一。研究和解決混合動力汽車動力電池SOC估計(jì)問題對于推動混合動力汽車的發(fā)展至

3、關(guān)重要。本文對混合動力汽車電池管理系統(tǒng)中的信號監(jiān)測和動力電池的SOC估計(jì)進(jìn)行了研究,主要工作如下:
　　 首先介紹了混合動力汽車(Hybrid Electric Vehicles,HEV)的研究背景及其分類、HEV發(fā)展現(xiàn)狀和特點(diǎn),然后著重介紹了電池管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和動力電池SOC估計(jì)的研究現(xiàn)狀、存在的不足以及改進(jìn)方向。
　　 采用TI公司的TMS320F2812作為主控芯片,設(shè)計(jì)了電池管理系統(tǒng)中的電池信號監(jiān)測模塊,實(shí)現(xiàn)

4、電池組中單節(jié)電池的電壓、電流、溫度信號的檢測。文章介紹了模塊的硬件電路設(shè)計(jì)以及軟件編程。并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了信號檢測模塊的檢測精度。
　　 在分析了現(xiàn)有的幾種SOC估計(jì)方法之后;針對傳統(tǒng)SOC估計(jì)方法的不足,分別研究了基于安時(shí)法和卡爾曼濾波的動力電池SOC估計(jì)方法。文章首先使用安時(shí)法對電池進(jìn)行SOC估計(jì),并將估計(jì)結(jié)果作為準(zhǔn)確值,然后分別以低階的Thevenin模型和RC模型為基礎(chǔ)建立數(shù)學(xué)模型并利用卡爾曼濾波方法對電池進(jìn)行SOC估計(jì),