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纯电动汽车动力电池SOC与续驶里程估算研究

周斌  
【摘要】:能源可持续开发和应用已成为一个重大课题,电动汽车技术是能源可持续发展的重要战略,世界各国对电动汽车的开发和利用投入更多的精力。电池技术是电动汽车核心技术之一,荷电状态(State Of Charge,SOC)估算又是电池技术的重要组成,续驶里程计算基于SOC准确估算基础上,两者对电动汽车的行驶都有重要意义。 本文对纯电动汽车(Battery Electric Vehicles,BEV)动力电池SOC估算和续驶里程的估算进行研究。首先通过实验对磷酸铁锂(LiFePO4)电池的特性进行分析和阐述,并建立了电池等效电路模型。利用自适应神经模糊系统(AdaptiveNeuro-Fuzzy Inference System, ANFIS)对电池SOC估算研究,分别建立两输入和三输入ANFIS模型,结合实验数据采用混合算法对模型进行学习,结果表明ANFIS能精确估算SOC值,且三输入ANFIS模型精度得到改善。 然后对纯电动汽车的续驶里程进行估算,将ANFIS模型估算的SOC用于续驶里程的计算中。在Matlab/Simulink中建立的整车模型进行续驶里程仿真,并将计算值和实际值进行比较,误差在5%以下。 最后采用主成分分析和模糊聚类相结合的行驶工况识别方法进行纯电动汽车剩余续驶里程估算研究。选取20个具有代表性的循环工况数据进行划分得到215个工况片段,并选用12个特征参数对其进行主成分分析、模糊C聚类分析和行驶工况识别。利用整车模型进行工况识别、整车能量消耗和剩余的续驶里程仿真估算;并在转鼓实验台上进行ECE15工况实例纯电动汽车测试验证,结果表明剩余续驶里程估算值与测试值的平均绝对误差为0.742km,平均百分比误差小于3%。


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