磷酸铁锂电池SOC估计及管理系统的研究

来源 :广西大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangtian575
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
众所周知,电池在新能源电动汽车的应用中发挥了关键作用。此外,电池也广泛应用于工业、农业、航天领域、家用电气及便携式设备中。在多种类型的电池中,磷酸铁锂电池的性能优点较为突出,因此选用磷酸铁锂电池作为研究对象。本课题分别进行了电池模型的建立,离线参数辨识、在线参数辨识,电池剩余电荷容量(State Of Charge,SOC)的估算,及相应电池管理系统的设计开发。课题的研究方向对实际的工程应用有重要指导意义。为了验证课题所选用算法的适用度,分别以150AH的大容量磷酸铁锂电池、10AH的小容量磷酸铁锂电池作为研究对象,对比研究了这两种磷酸铁锂电池的实验仿真结果。对于磷酸铁锂电池的建模,本课题综合考虑了模型的精确度及运算的复杂度,最终选用了二阶RC等效电路模型。并通过一系列电池实验工况,验证了所选模型的正确性。实验平台选用了深圳新威公司生产的专用电池测试仪。其次,本课题对磷酸铁锂电池进行了参数辨识。电池参数辨识分为离线参数辨识和在线参数辨识。为了提高离线辨识出的参数库的精度、并且方便每隔一段时间更新一次参数库,本文在脉冲实验离线辨识的基础上,又研究了基于粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)进行离线参数辨识的方法。使用粒子群算法进行参数辨识,不需要人工参与计算,只需要运行算法程序,并且对实验工况没有特定要求,可以每隔一段时间便捷地更新一次参数库。对于在线参数辨识,本文选用了带遗忘因子的递推最小二乘法。两类磷酸铁锂电池的实验仿真结果表明,所选用的算法性能优良、较为合适。接着,本文在选用二阶RC等效电路模型、以及参数辨识正确的前提下,依次采用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)、无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)、自适应无迹卡尔曼滤波(Adaptive Kalman Filte,AUKF)三种方法对磷酸铁锂电池进行剩余电荷容量(State Of Charge,SOC)的估计。重点从SOC的估算精度和初始值误差收敛速度这两方面,对三种算法的性能进行了对比分析。根据150AH大容量磷酸铁锂电池的实验仿真结果,可以看出,AUKF消除初始误差的速度不如UKF,但是也较为迅速。AUKF所得SOC估计值的精确度明显优于UKF。EKF效果最差,收敛速度和精确度都不如另外两种算法。根据10AH小容量磷酸铁锂电池的仿真实验结果,AUKF的精度和收敛速度都明显优于UKF。而UKF的估计精度和收敛速度又优于EKF。关于电池管理系统软硬件设计方面,本文选用了基于嵌入式内核的STM32F103控制器作为电池管理系统的主控制器。电池管理系统具备的主要功能有电压检测、电流检测、温度检测,剩余电荷容量(State Of Charge,SOC)的估算,以及与上位机监控系统的通信。功能较为齐全,能实现同时对多块磷酸铁锂电池进行管理和监控。
其他文献
目的:探讨颅内环形强化病变CT诊断与鉴别诊断。方法:对23例经手术证实的颅内环形强化病变CT表现进行回顾性分析。结果:脑脓肿、脑胶质瘤、脑转移瘤、脑膜瘤颅内环形病变,其病
民营小微企业是我国市场经济的生力军和主要后备力量,然而近年来融资难成为制约小微企业发展的首要因素。新加坡人口和国土面积有限、自然资源匮乏,究其能借力的优势,唯有其
目的:老年人牙周膜细胞的再生能力相对较低,选择合适的支架材料很重要。文中观察接种在三维多孔纳米-羟基磷灰石支架材料上的老年人牙周膜细胞组织形态学表现。方法:将原代培
住宅商品房消费需求,即住宅消费需求,是人们的消费需求之一。在城镇化不断推进的大背景下,农村剩余劳动力大量地向城市转移,住宅消费需求能否得到满足便成为了转移人口面临的
电影作为一种十分重要的娱乐活动,自其问世以来就受到了普通大众的关注。同时,作为最普遍与流行的大众文化产品之一,电影也一直都是学者们所关注的对象。现阶段,除了电影的娱
消费主义、后现代主义和意识形态终结论这三种思潮为当代西方的主流社会思潮,对我国高校师生有着潜移默化的巨大影响。这种影响既有积极影响,也有消极影响,故而应采取措施,将其积
深圳特区报创办25年来,积极探索、努力进取,实现了由生产型向生产经营型的转变;大胆运用现代版面语言的表达方式,实现了由“传统版面”向“现代版面”的转变。在坚持主流媒体的政
家庭是社会的细胞,家道正则天下正。家庭一夫一妻制,是人类文明的象征。男人和女人共同组成了一个家。没有男人或没有女人,家,都是不完整的。总观家人卦,治家之要大概有四:一
目的探究少腹逐瘀颗粒联合布洛芬缓释胶囊对寒凝血瘀型原发性痛经患者视觉模拟评分法(VAS)评分及血清前列腺素E2(PGE2)水平的影响。方法选取我院2017年4月—2018年4月寒凝血瘀型
研究了一种由浓缩乳蛋白粉(Milk Protein Concentration Powders,MPC Powders)和难溶性钙盐制备得到的新型钙增强剂(Ca-MPC),通过激光共聚焦扫描显微镜、ζ-电位等表征手段证实了