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《华南理工大学》 2013年
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电动汽车锂电池组SOC辨识与均衡管理研究

谢斌  
【摘要】:电动汽车是一种以动力电池作为动力源的新型汽车,与传统汽车相比它更环保、更节省能源,所以具有很好的发展潜力。电池是影响电动汽车发展的关键,对电池的荷电状态(用SOC表示)辨识和电池组的均衡管理是电动汽车的关键技术。本文主要包括如下研究内容: 首先,本文研究了动力锂电池的电压特性、内阻特性和容量特性等基本特性,其中包括开路电压(用Uo表示)与SOC关系曲线,电流倍率、温度和SOC对电池内阻的影响,以及电流倍率、温度等因素对电池容量的影响。在掌握电池基本特性的基础上,结合国内外电池模型和SOC辨识的研究现状,本文基于电池的PNGV改进型模型,对电池进行参数辨识并采用扩展卡尔曼滤波(用EKF表示)与安时积分的组合算法对SOC进行估计,其算法既适用于在线估计,也适用于离线估计。恒流脉冲放电和ECE15工况两种实验表明了该算法可有效修正SOC的初始误差,并能保证估算精度。 然后,本文开发了基于专用多节锂电池组监测芯片LTC6802的电池均衡管理系统,并完成了其硬件实现和软件设计。本系统采用了模块化的设计方法,主要包括采样与均衡模块、从板ECU模块、CAN通信模块和主板ECU模块。均衡过程中,从板ECU主程序调用SPI通信、AD转换等子程序来监测电池的电压、温度和电流,然后通过运算处理进行均衡控制,从板ECU通过SPI通信将均衡使能控制信号发送给LTC6802,从而对电池进行均衡管理。CAN总线通讯模块负责从板ECU与主板ECU以及主板ECU与上位机的通讯,将各锂电池的状态报告给上位机,同时也可随时将上位机的指令送达主、从板ECU。 最后,对本文开发的电池均衡管理系统进行了实验研究,通过电压测量精度实验与停车均衡模拟实验两种实验表明,该系统不仅能准确的采集电池电压信号,而且能有效的实现动力电池组的动态均衡管理。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:U469.72

【参考文献】
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