鋰電池荷電狀態(tài)估計(jì)策略研究.pdf

1、高能量鋰離子電池具有工作電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電動汽車、武器裝備、通信等領(lǐng)域，電池荷電狀態(tài)（SOC）估計(jì)直接影響電池組充放電策略、使用效率、循環(huán)壽命和安全性能，是電池管理技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的核心關(guān)鍵技術(shù)，具有重要研究意義。受溫度、循環(huán)次數(shù)、老化等因素的影響，鋰離子電池具有很強(qiáng)的非線性性和時(shí)變性，實(shí)時(shí)精確的荷電狀態(tài)估計(jì)十分困難。本文以鈷酸鋰電池為研究對象，圍繞電池電化學(xué)特性測試、等效電路模型建立和SOC估計(jì)算法展開研究。

2、
　　首先，針對高精度的電池電化學(xué)特性測試問題，搭建了鋰離子電池測試平臺，并設(shè)計(jì)了鋰離子電池測試方案，為后續(xù)電池模型建立及算法驗(yàn)證提供了試驗(yàn)數(shù)據(jù)。提出了基于最大可用容量的放電速率修正系數(shù)，并在電池全壽命周期內(nèi)建立了電池容量的退化模型，實(shí)現(xiàn)了電池最大可用容量的實(shí)時(shí)修正，消除了在SOC估計(jì)時(shí)由于使用固定不變的額定容量值與實(shí)際可用容量不符對估算精度造成的影響。
　　其次，針對電池精確建模問題，建立了改進(jìn)后的多階thevenin等效

3、電路模型，并對模型參數(shù)進(jìn)行了辨識。在等效電路模型中引入描述滯回電壓變化特性的滯回因子，并仿真驗(yàn)證了滯回因子描述電池開路電壓滯回特性的有效性。通過不同階等效電路模型精度對比，權(quán)衡模型精度和復(fù)雜度，最終確定了改進(jìn)后的二階thevenin等效電路模型為SOC估計(jì)算法所用模型。
　　最后，針對安時(shí)積分法存在誤差累積及卡爾曼濾波算法受系統(tǒng)噪聲限制的問題，提出了基于安時(shí)積分和粒子濾波修正的SOC估計(jì)算法，并在不同電流工況下對所提算法進(jìn)行了驗(yàn)證