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1、碩士學位論文基于DSP的磷酸鐵鋰電池SOC預測方法的實現PREDICTIONONSOCOFLiFePO4BATTERYDSP-BASED鄧佳哈爾濱工業(yè)大學2012年7月國內圖書分類號：TP391學校代碼：10213國際圖書分類號：621.3密級：公開工學碩士學位論文基于DSP的磷酸鐵鋰電池SOC預測方法的實現碩士研究生：鄧佳導師：孫金瑋教授申請學位：工學碩士學科：儀器科學與技術所在單位：電氣工程及自動化學院答辯日期：2012年7月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學ClassifiedIndex:TP391U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDe
2、greeinEngineeringPREDICTIONONSOCOFLiFePO4BATTERYDSP-BASEDCandidate：JiaDengSupervisor：Prof.JinweiSunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentScienceandTechnologyAffiliation：Dept.ofAutomaticTestandControlDateofDefence：July,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInst
3、ituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文摘要2020年左右的中國將超越現有排名第一的美國成為世界上最大的汽車生產和消費國，與此同時，我國也面臨著節(jié)能減排的重大挑戰(zhàn)。環(huán)境污染的壓力迫使人們開始摒棄傳統(tǒng)的交通工具，因而研制出節(jié)能且環(huán)保的電動汽車成為了必然趨勢。在電動汽車車用電池方面，隨著傳統(tǒng)鋰離子電池在安全性方面的缺點，磷酸鐵鋰電池的誕生滿足了人們對安全性高的動力電池的需求。同時磷酸鐵鋰電池在環(huán)保、循環(huán)壽命、材料來源等方面也有著非常顯著的優(yōu)勢，由于其化學結構穩(wěn)定，在過充電情況下也不會產生游離氧，它是目前最好最安全的大電流輸出動力電池。由于電動汽車行駛的
4、工況復雜，若對電池性能數據的掌握不夠充分，對車用磷酸鐵鋰電池模型建模不夠合理，則會導致電池在使用過程中出現種種均衡問題從而影響其使用壽命。因此，本文在進行一系列電池性能測試掌握其性能特點的基礎上，建立了一階RC和二階RC兩種電池等效電路模型，分別對二者進行了介紹并對電池模型參數進行了辨識。為了適用于復雜環(huán)境下電池SOC（荷電狀態(tài)）的估計，通過對比多種估算方法，發(fā)現擴展卡爾曼卡爾曼濾波方法更適用于大電流大功率復雜工況下的環(huán)境。其不僅可對當前狀態(tài)做出最優(yōu)估計，而且可以給出最優(yōu)估計狀態(tài)的方差。因此，本文在建立一階和二階RC模型的基礎上，采用擴展卡爾曼濾波算法對SOC進行估算。本
5、文研究的目的在于基于DSP估算電池SOC硬件系統(tǒng)的實現，因此，硬件設計是文章介紹的主要部分。硬件系統(tǒng)可以概括為三大部分：采集模塊、處理模塊及顯示模塊。采集模塊利用單片機作為采集控制中心，便于模塊化及后續(xù)應用擴展。應用MAX17830作為電壓和溫度采集接口設備，應用ACS712霍爾電流傳感器作為電流采集設備。處理模塊應用TI公司的DSPTMS320VC5509A作為主控芯片的開發(fā)板，其出色的處理速度及豐富的接口模塊為系統(tǒng)實現帶來了方便。顯示部分利用RS-232串口輸出至上位機送顯示?；谟布到y(tǒng)的設計，軟件設計必不可少。本文介紹了基于SOC估算系統(tǒng)的軟件設計，包括了一系列模
6、型參數擬合流程、SOC估計算法流程、接口通信模塊的程序設計以及上位機通信程序設計。文章最后對系統(tǒng)進行了整體試驗，將擴展卡爾曼濾波算法和安時法的估算結果進行了比較，通過系統(tǒng)實驗，驗證了算法的有效性，并給出了誤差分析。I哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文關鍵詞：SOC估計；擴展卡爾曼濾波；磷酸鐵鋰電池；DSPI哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文AbstractChinawillgobeyondtheUnitedStateswhichistheexistingfirstcountryinautoproductionandconsumptiontobecometheworld'slarg
7、estoneabout2020.Atthesametime,ourcountryisconfrontedwiththegreatchallengeofenergysavingandemissionreduction.Thepressureofenvironmentalpollutioncompelspeopletoabandonthetraditionaltraffictools,therefore,developedenergy-savingandenvironmentalprotectionhavebecomeaninev
