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1、碩士學(xué)位論文動(dòng)力鋰電池組管理系統(tǒng)SOC估算研究RESEARCHONSTATEOFCHARGEESTIMATIONFORLI-IONBATTEREIESMANAGEMENTSYSTEMINELECTRICVEHICLES何軍哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國內(nèi)圖書分類號(hào)：TG115.28學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號(hào)：621.3密級(jí)：公開工程碩士學(xué)位論文動(dòng)力鋰電池組管理系統(tǒng)SOC估算研究碩士研究生：何軍導(dǎo)師：吳寧講師申請學(xué)位：工程碩士學(xué)科：電氣工程所在單位：深圳研究生院答辯日期：2015年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)Classifi
2、edIndex:TG115.28U.D.C:621.3DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHONSTATEOFCHARGEESTIMATIONFORLI-IONBATTEREIESMANAGEMENTSYSTEMINELECTRICVEHICLESCandidate：HeJunSupervisor：LecturerWuNingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEnginee
3、ringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要近些年來，國內(nèi)主要城市空氣污染日益嚴(yán)重、霧霾現(xiàn)象頻發(fā)，嚴(yán)重影響了居民生產(chǎn)生活。電動(dòng)汽車的發(fā)展與推廣不僅可以提高能效比，而且能夠有效減少城市交通的廢氣排放。電池管理系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的重要組成部分，對電池收集信息、保證工作安全和延長壽命有重要作用。電池SOC估算是電池管理系統(tǒng)
4、的核心功能，其算法精度一直是電池管理系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本文以電池SOC估算精度為研究對象，以鋰電池電氣特性及模型為基礎(chǔ)，以工業(yè)實(shí)現(xiàn)為目標(biāo)，設(shè)計(jì)了分布式電池管理系統(tǒng)軟件作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，分別對安時(shí)法、擴(kuò)展卡爾曼濾波算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)估算電池SOC進(jìn)行研究與改進(jìn)。安時(shí)法是目前行業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最多的算法，但其存在初始誤差、模型誤差和時(shí)間累積誤差等問題。本課設(shè)計(jì)了基于溫度權(quán)重的電池容量模型以減小放電倍率、電池壽命和溫度誤差，借助開路電壓法減小了初始誤差，設(shè)計(jì)了充電校正方式以減小時(shí)間累積誤差。擴(kuò)展卡爾曼濾波算法具有安時(shí)法和開路電壓法的優(yōu)點(diǎn)，具有自收斂
5、性。本課題從戴維南模型入手，設(shè)計(jì)參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)確定了溫度和電池SOC對模型參數(shù)的作用關(guān)系，應(yīng)用辨識(shí)結(jié)果設(shè)計(jì)了自適應(yīng)模型擴(kuò)展卡爾曼濾波算法；該算法在實(shí)驗(yàn)中可以校正電池SOC初始誤差，但是對電池模型參數(shù)和線性化方式依賴性強(qiáng)。安時(shí)法與擴(kuò)展卡爾曼濾波算法都是針對電池單體模型設(shè)計(jì)的，沒有考慮電池單體不一致性。本課題采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法以電池單體壓差、電池組過程壓差、電池組過程電流差等作為輸入變量，以電池SOC作為輸出變量，通過遺傳算法訓(xùn)練了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重。網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練研究中，設(shè)計(jì)了基于權(quán)重增量編碼方式的遺傳算法，對比研究了基于權(quán)重值編碼方式證明了前者在速
6、度和精度的優(yōu)越性；提出了網(wǎng)絡(luò)規(guī)范化表達(dá)方法和網(wǎng)絡(luò)相似性函數(shù)來研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)同質(zhì)性，區(qū)分了局部最優(yōu)解和相似最優(yōu)解。實(shí)驗(yàn)證明，該算法可以探測到電池單體不一致性引起的SOC降低。綜合，基于電池管理系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)，本課題根據(jù)系統(tǒng)要求和實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了SOC估計(jì)算法評測標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)評測結(jié)果設(shè)計(jì)了綜合算法優(yōu)化方案。關(guān)鍵詞：安時(shí)法；擴(kuò)展卡爾曼濾波算法；遺傳算法；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；電池管理系統(tǒng)軟件-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractAirpollutionisgettingincreasinglyseriousandthephenomenonof
7、hazeismoreandmorefrequentindomesticcities,whichseriouslyaffectstheproductionandlifeoftheresidents.Thedevelopmentandpopularizationofelectricvehiclescannotonlyimprovetheenergyutilizationratiobutalsoeffectivelyreducetheemissionsofurbantraffic.Asanimportantpartoftheelectric
8、vehicle,theBatteryManagementSystem(BMS)playstheroleofcollectingthebatteryinformation,ensuringthebatteryworksaf
