考慮溫度影響的磷酸鐵鋰電池建模及SOC估算研究.pdf

1、磷酸鐵鋰(LiFePO4)蓄電池具有體積小、使用壽命長(zhǎng)、可進(jìn)行大電流放電、免維護(hù)等優(yōu)勢(shì)，已廣泛應(yīng)用于電動(dòng)車、通訊工具、儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域。目前LiFePO4電池作為純電動(dòng)汽車的動(dòng)力來(lái)源，最常被使用在該類場(chǎng)合，而作為電動(dòng)汽車的核心部件，動(dòng)力電池的性能對(duì)整車性能產(chǎn)生重要影響。動(dòng)力電池的荷電狀態(tài)(State ofCharge，SOC)是電動(dòng)汽車的重要參數(shù)之一，反映了其剩余電量的多少。由于在電動(dòng)汽車在行駛過(guò)程中電池的環(huán)境溫度對(duì)電池的影響很大，進(jìn)而影

2、響到了電池SOC估計(jì)的精確度。因此，高效率地管理這些蓄電池，準(zhǔn)確預(yù)估實(shí)際運(yùn)行中的電池SOC，能更有效地進(jìn)行電池和整車管理，對(duì)預(yù)測(cè)電動(dòng)車的剩余行駛里程以及電池組的使用和維護(hù)有著重要的意義。
　　論文首先介紹了LiFePO4電池在純電動(dòng)汽車中的應(yīng)用背景，及其電化學(xué)原理和工作特性，分析了影響電池性能的多種因素。然后通過(guò)分析對(duì)比LiFePO4電池的常見(jiàn)的傳統(tǒng)電池模型，選擇本文使用的電池模型。
　　針對(duì)LiFePO4電池的SOC估計(jì)受

3、環(huán)境溫度影響較大這一現(xiàn)象，通過(guò)分析比對(duì)，基于Nernst電化學(xué)方程提出了一種新型的電池建模方法，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用于統(tǒng)計(jì)學(xué)方法試驗(yàn)設(shè)計(jì)(Design of Experiment，DOE)，通過(guò)測(cè)量較少的數(shù)據(jù)得到較為精確的電池內(nèi)阻模型，模型中的其他參數(shù)能夠用連續(xù)變化的溫度、電池不同時(shí)刻SOC進(jìn)行擬合，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)電池模型的實(shí)時(shí)估計(jì)。
　　最后，介紹了擴(kuò)展卡爾曼濾波(Extended Kalman Filter，EKF)算法，分析了基于改