【摘 要】
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锂电池作为新一代清洁能源,是兼顾环境保护与经济效益的产物,具有广阔的应用市场和发展前景。锂电池荷电状态估算的质量,将直接影响其负载的运行效率与安全,因此,针对锂电池在实际应用中其荷电状态（State of Charge,SOC）估算性能还不完善等问题,开展理论研究与相关实验,分析传统方法,设计优化策略,提高锂电池荷电状态（State of Charge,SOC）估算的精度与稳定性。（1）通过对电池
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锂电池作为新一代清洁能源,是兼顾环境保护与经济效益的产物,具有广阔的应用市场和发展前景。锂电池荷电状态估算的质量,将直接影响其负载的运行效率与安全,因此,针对锂电池在实际应用中其荷电状态（State of Charge,SOC）估算性能还不完善等问题,开展理论研究与相关实验,分析传统方法,设计优化策略,提高锂电池荷电状态（State of Charge,SOC）估算的精度与稳定性。（1）通过对电池基本工作场景的对比参考设计定阶充放电（Fixed Order Charge-Discharge,FOCD）实验,对电池在各个重要的荷电状态节点进行电压、电流以及内阻的工作特性研究,判定其充能与供能过程中的效率影响因素,并模拟环境温度变化场景设计电池温度特性试验,研究电池参数之间的联系。以其特性研究结果作为基础,搭建电池等效电路模型研究平台,根据电路原理与车载锂电池的一般特征,建立各个模型的状态空间表达式,通过电池的内阻效应、极化效应以及自放电效应等特点选择模型表达的最优解。（2）对常见等效电路模型进行分析研究与对比之后,在选择Thevenin等效电路模型的基础上,构建具有工作过程区分的动态电路模型对电池进行等效表征,提出双向Thevenin模型对电池不同工作状态下的模型参数表达进行工作状态区分。通过对传统递推最小二乘法的优劣势分析,引入遗忘因子,建立基于数据特点进行自我迭代更新的渐消记忆最小二乘法（Fading Memory Recursive Least Square,FMRLS）对等效模型进行仿真测试。（3）针对三元锂电池状态特性,利用平方根无迹卡尔曼迭代算法（Square Root Unscented Kalman Filter,SRUKF）,结合FMRLS算法构建双在线体系（Dual Online System,DOS）,设计双在线系统平方根无迹卡尔曼算法（DOS-SRUKF）估算方法,通过算法的特点结合与相似性征耦合降低模型参数结果传递过程误差,形成参数与协方差矩阵双重传递优化,减少因电压、电流波动造成的突变性估算误差,在提升算法SOC估算精度的同时,提升估算系统的稳定性与鲁棒性。（4）运用混合动力脉冲特性实验（Hybrid Pulse Power Characterization,HPPC）、动态应力测试实验（Dynamic Stress Test,DST）多种工况实验对DOS-SRUKF算法锂电池SOC估算结果进行验证,并以其他传统算法估算效果作为对比,结果显示,基于在线辨识与在线状态估算的“双在线”体系有效地减小了整个估算系统的迟滞性,同时提高了荷电状态的估算精度与估算稳定性。
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