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《動力鋰電池SOC估計的建模與仿真》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)第3l卷第2期計算機(jī)仿真2014年2月文章編號：1006—9348(2014)02—0193—04動力鋰電池SOC估計的建模與仿真侯恩廣，喬昕，劉廣敏，李楊(山東省科學(xué)院自動化研究所，山東濟(jì)南250014)摘要：在電動汽車動力電池性能優(yōu)化設(shè)計問題的研究中，為了提高整車性能和安全性，需要準(zhǔn)確估計動力鋰電池的荷電狀態(tài)(SOC)，由于動力鋰電池的非線性特性，建立合理有效的電池模型就成為SOC估計的關(guān)鍵技術(shù)和難題。首先分析鋰離子電池的工作原理，然后提出了建立基于Rc等效電路的電池模型，推導(dǎo)并建立Rc等效電路的模型
2、方程，通過拉普拉斯變換和大量充放電實(shí)驗數(shù)據(jù)，辨識出數(shù)學(xué)模型的參數(shù)，最后應(yīng)用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法對動力鋰電池SOC狀態(tài)進(jìn)行仿真估計。在Matlab上仿真驗證結(jié)果表明，采用RC等效電路的電池模型準(zhǔn)確性高、計算量少。關(guān)鍵詞：動力鋰電池；電池剩余電量；建模；拉普拉斯變換；仿真中圖分類號：N945．12文獻(xiàn)標(biāo)識碼：BModelingandSimulationofPowerLithium——ionBatterySOCHOUEn—guang，QIAOXin，LIUGuang—min，LIYang(InstituteofAutom
3、ation，ShandongAcademyofSciences，Jinan250014)ABSTRACT：Inordertoimprovevehicleperformanceandsafety，theaccurateestimationofpowerlithiumbatterystateofcharge(soc)isneeded，andthekeytechnicalchallengeistoestablishareasonableandeffectivebatterymodelbecauseofnonlinear
4、characteristicofpowerlithium—ionbattery．Inthispaper，weanalyzedtheworksofpow—erlithium—ionbattery，presentedabatterymodelbasedonRCequivalentcircuit，deducedandestablishedthee—quationsofRCequivalentcircuit，andidentifiedparametersofthemathematicalmodelbyexperiment
5、aldataandla—place．Atlast，wesimulatedtheestimationfortheSOCofpowerlithium—ionbatterybasedonEKF．Thesimulationresultsshowbetterbatterymodelaccuracyandlesscomputation．KEYWORDS：Powerlithium—ionbattery；SOC；Modeling；Laplace；Simulation1引言電池的荷電狀態(tài)(SOC)是電動汽車動力電池管理系統(tǒng)的關(guān)鍵問
6、題¨J。準(zhǔn)確估計電池SOC，可以有效地利用電池，有利于對電池進(jìn)行合理有效地管理，從而提高整車性能和安全性。由于電動汽車動力電池在使用過程中存在各種內(nèi)部和外部因素的影響，這使得準(zhǔn)確估計SOC具有很大難度。林成濤等口1對安時法的一種改進(jìn)，該方法以安時法為主線，引入開路電壓法與卡爾曼濾波法來改進(jìn)安時法的不足，缺點(diǎn)是實(shí)際應(yīng)用中，若電流傳感器出現(xiàn)較大測量誤差，會導(dǎo)致計算SOC時的累計誤差增大。Salkind等b1提出了基于模糊邏輯的SOC估計算法，通過交流阻抗來估計SOC，缺點(diǎn)是無法通基金項目：國家02專項2011年項目(
7、2011ZX02504—007)；“十二五”國家863電動汽車重大專項(2011AAllAl28)收稿日期：2013—04—07修回日期：2013—06—18過離線實(shí)驗得到一經(jīng)驗公式進(jìn)而計算電池SOC。C．Ehret等H1提出用線性模型法估計電池SOC，該模型適用于低電流、SOC緩變的情況，對測量誤差和錯誤的初始條件，有很高的魯棒性。綜上所述，上述估計方法雖然可以得到相對可靠準(zhǔn)確估計，但是由于整車性能和安全性要求，并不適合在電動汽車上使用。本文分析鋰離子電池的工作原理，建立動力鋰離子電池RC等效模型，通過拉普拉斯
8、變換和大量的實(shí)驗數(shù)據(jù)辨識參數(shù)模型，應(yīng)用matlab平臺對動力鋰電池荷電狀態(tài)進(jìn)行估計。仿真結(jié)果表明，該模型對電動汽車的復(fù)雜工況有較好的適應(yīng)性，不但可以提高SOC估計的準(zhǔn)確度，并且計算量較小，易于實(shí)現(xiàn)。2鋰離子電池工作原理鋰離子電池主要包括正極、負(fù)極和電解質(zhì)，它利用鋰離子在正極和負(fù)極之間形成嵌入化合物的鋰狀態(tài)和電位的不同，通過電子的得失來實(shí)現(xiàn)充電和放電過程。鋰離子電池又·--
