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《面向電動汽車?yán)m(xù)駛里程估計的電池剩余放電能量預(yù)測研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、面向電動汽車?yán)m(xù)駛里程估計的電池剩余放電能量預(yù)測研究(申請清華大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文)培養(yǎng)單位：汽車工程系學(xué)科：動力工程及工程熱物理研究生：劉光明指導(dǎo)教師：歐陽明高教授二○一五年四月PredictionofbatteryremainingdischargeenergyorientedforremainingdrivingrangeestimationofelectricvehiclesDissertationSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofDoctorofPhilos
2、ophyinPowerEngineering&EngineeringThermophysicsbyLiuGuangmingDissertationSupervisor:ProfessorOuyangMinggaoApril,2015摘要電動汽車及其相關(guān)技術(shù)是目前汽車行業(yè)的研究熱點。然而由于動力電池能量密度和成本的限制，電動汽車的全電續(xù)駛里程與傳統(tǒng)燃油車相比有較大差距。另外，電動汽車的能量儲存在動力電池中，無法直接測量，而電池能量狀態(tài)的影響因素眾多，很難估計準(zhǔn)確，使電動汽車?yán)m(xù)駛里程估計不準(zhǔn)，給乘客帶來里程焦慮。電動汽車?yán)m(xù)駛里程估計精度影響用戶感受和電動汽車普及率，而電池剩余能量預(yù)測是續(xù)駛里
3、程估計的基礎(chǔ)。本文以鋰離子電池為研究對象，研究了電池剩余放電能量ERDE(RemainingDischargeEnergy)的預(yù)測方法，面向電動汽車?yán)m(xù)駛里程估計。電池剩余能量預(yù)測以準(zhǔn)確的電池模型為基礎(chǔ)?；陔娀瘜W(xué)機(jī)理研究了全SOC(StateofCharge，荷電狀態(tài))范圍內(nèi)精確的實時可用電池模型。電池剩余能量受到未來溫度變化的影響，因此研究了不同使用條件下的電池產(chǎn)熱成分，并基于電池?zé)崮Ｐ瓦M(jìn)行溫度變化實時預(yù)測?；陔姵啬Ｐ偷难芯拷Y(jié)果，通過預(yù)測理論研究了電池剩余能量預(yù)測方法。進(jìn)而開發(fā)了電動汽車?yán)m(xù)駛里程估計模型，并整合到實車進(jìn)行效果驗證。首先，研究全SOC范圍內(nèi)精確的實時可用電池模型?；陔?/p>
4、化學(xué)機(jī)理模型對電池充放電過程進(jìn)行分析，提出一種基于電化學(xué)機(jī)理的等效電路模型，以更好地反映電極的固相擴(kuò)散效應(yīng)。電化學(xué)機(jī)理等效電路模型能有效提高低SOC區(qū)的估計精度，同時實時性較好，可以在實車場合應(yīng)用。在全SOC范圍進(jìn)行不同工況下的電池測試，驗證電化學(xué)機(jī)理等效電路模型的電壓和SOC估計效果。第二，研究實時可用的電池溫度預(yù)測方法。針對電動汽車各種使用條件，考慮了溫度、電池耐久性、SOC和電流因素對電池產(chǎn)熱的影響，分析了產(chǎn)熱比例。進(jìn)而通過傳熱模型實時預(yù)測電池未來溫度變化，在不同工況下將溫度預(yù)測結(jié)果與真實溫度變化進(jìn)行比較。第三，研究電池剩余放電能量預(yù)測方法。提出一種基于預(yù)測-自適應(yīng)的電池剩余放電能
5、量預(yù)測方法，在當(dāng)前狀態(tài)估計的基礎(chǔ)上基于電池模型對未來充放電過程的電池狀態(tài)量、模型參數(shù)和端電壓輸出進(jìn)行耦合預(yù)測，得到剩余放電能量值，并在運(yùn)行過程中根據(jù)測量信息進(jìn)行實時優(yōu)化。在能量預(yù)測過程中考慮不同的模型參數(shù)更新方式，對應(yīng)不同的剩余能量預(yù)測方法。能量預(yù)測方法的計算效果在動態(tài)工況下進(jìn)行驗證。最后，基于電池剩余能量預(yù)測模型，進(jìn)行電動汽車?yán)m(xù)駛里程估計模型開發(fā)與實車驗證。將開發(fā)的續(xù)駛里程模型應(yīng)用到一款純電動汽車上。在實車上進(jìn)行續(xù)駛里程測試，在不同工況條件下驗證了模型的里程估計效果。關(guān)鍵詞：電動汽車；鋰離子電池；剩余放電能量預(yù)測；續(xù)駛里程估計；電池建模IAbstractOwingtotheexcell
6、entperformanceindrivingeconomyandenvironmentalfriendliness,electricvehicles(EVs)haveattractedsignificantattentioninautomotiveindustry.However,theEVdrivingrangeisnotcompetitivecomparedwithconventionalvehiclesduetolowenergydensityandhighcostofvehiclebattery.Additionally,theestimationerrorofEVremain
7、ingdrivingrange(RDR)couldnotbeneglectedowingtoinaccuracyinbatterystateestimationandleadstorangeanxietyofpassengers.Asaresult,anaccurateRDRdependsontheprecisepredictionofbatteryremainingdischargeenergy(ERDE).Thisdissert
