摘 要

二十一世纪以来，汽车行业正以一种极其迅猛的态势发展着。伴随随着汽车这个行业的发展和环境对汽车的要求越来越高，新能源汽车已经成为全世界汽车行业未来发展的一个新热点，全世界各国都进行了大量的和实验研究，并且已经有为数不少的新能源汽车进入了实际使用的阶段。对于新能源汽车而言，动力电池是其最主要的动力来源。动力电池也因为其相对较低廉的价格和重要的环保作用而得到了广泛的应用。电池的荷电状态SOC是英文state of charge的简称，是用来描述电池的剩余电量的数量。SOC是电动车辆运行过程中非常重要的参数。对于纯电力驱动的车辆，SOC是防止电池过充或者过放的主要数据依据；对于混合动力的车辆，电池的SOC数据是整车控制地主要依据。但由于电池SOC在估算中受到温度、充放电倍率、内阻、自放电和老化的影响，所以想精确地测量动力电池的SOC理论上不可能实现的。

本文对动力电池中使用较广的磷酸铁锂电池的SOC的估算方法进行深度的研究并分析其各自的优缺点，并通过不断地试验综合地提出了一种新型的可行的提高SOC估算精度的运行方案，即在卡尔曼滤波法的基础加入对充放电电流、温度、电池内阻等影响的加以计算，从而计算出较为精确地SOC值，具有一定的先进性。但是此方法还需要综合硬件方面的进一步检验。

关键词：动力电池 磷酸铁锂 SOC 估算方法

Abstract

From the twenty-first century, the automobile industry is in a very rapidly developing situation. With the development of automobile industry and the environment have become increasingly demanding on the cars, new energy cars have become the world's energy future development of the automotive industry a new hot spot, a large number of countries around the world have carried out research and experiments, and has a number of A lot of new energy vehicles entered the stage of practical use. For new energy vehicles, the power battery is its main source of power. Battery because of its relatively low price and important environmental role has been widely used. Soc is the English abbreviation of state of charge is used to describe the number of remaining battery power is important in the process of battery parameters. For pure electric vehicles, SOC is to prevent battery overcharge or over discharge of the main data basis; for hybrid vehicles, it is controlled mainly based on the battery SOC data. However, in the estimation of battery SOC by temperature, charge and discharge rate, resistance, self-discharge and aging effects, therefore, to accurately measure the battery's SOC theoretically impossible.

In this paper, the use of a wide battery lithium iron phosphate method for estimating SOC-depth study and analysis of their advantages and disadvantages, and integrated through continuous testing the feasibility of proposed improvement of a new type of estimation accuracy of SOC program, that is the basis of Kalman filtering method by adding to the charge and discharge current, temperature, battery internal resistance and other effects to be calculated, which is more accurately calculated SOC value, with some advanced. But this approach also requires further testing integrated hardware

Key words: Power battery Lithium iron phosphate SOC Estimation method

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2混合动力型与纯电动型汽车的出现背景 1

1.3 动力蓄电池发展 3

1.4 动力蓄电池性能及其SOC的重要性 4

1.5 本论文主要研究的内容 5

第2章 新能源汽车的特点及对磷酸铁锂SOC估算的要求 6

2.1 新能源汽车的特点 6

2.2 磷酸铁锂电池的介绍 8

2.3 新能源汽车对磷酸铁锂SOC估算的要求 9

第3章 SOC的定义及影响因素 11

3.1 SOC的定义分析 11

3.2 SOC的影响因素 11

3.3 不同的应用环境下蓄电池对SCO估算的要求 13

第4章 目前主流的磷酸铁锂SOC的估算方法及其优缺点 15

4.1 开路电压法 15

4.2 安时计量法 16

4.3 人工神经网络法 16

4.4 放电实验法 17

4.5 负载电压法 17

4.6 内阻法 17

4.7 线性模型法 18

4.8 卡尔曼滤波法 18

第5章 基于卡尔曼滤波算法的AH计量法SOC估算原理研究 23

5.1 卡尔曼滤波法计算SOC 23

5.1.1 基于卡尔曼滤波器的电池模型 23

5.1.2 卡尔曼滤波法估算SOC的效果及详细分析 24

5.2 对充放电电流影响的分析 26

5.3 对温度影响的分析 26

5.4 对电池内阻影响的分析 27

5.5 SOC算法的流程图 28

第6章 SOC测量估算系统硬件原理图设计 29

6.1 电流采集 29

6.1.1 霍尔效应测电流的工作原理 29

6.1.2 磁集极传感器检测电流 30

6.2 温度采集 31

6.2.1 单线数字温度计DSl820介绍 31

6.2.2 温度计算 31

6.3 内阻采集 32

6.4 系统原理图设计 33

第7章 结论与展望 33

致 谢 35

参考文献 36

显示对应的拉丁字符 字典朗读

显示对应的拉丁字符的拼音

字典

第1章 绪论

1.1引言

为了能够应对能源危机, 减缓全球的气候变暖, 许多国家纷纷开始重视节能减排以及发展低碳经济。其中电动汽车因为能够采用电力进行驱动,从而可以降低二氧化碳排放量甚至以此实现零排放, 所以获得各国的重视从而迅速发展。但是电池的成本较高, 动力电池价格和性能是电力驱动汽车发展未来的主要“瓶颈”，磷酸铁锂(LiFePO4)电池因为其寿命长，安全性能好，成本低廉等优点成为了电动汽车理想动力源。伴随着电动汽车的发展, 电池的管理系统(BMS)也进一步得到了广泛的应用。为了能够充分发挥和利用电池的动力性能，提高使用的安全性，防止电池的过充和过放、 延长电池使用寿命，优化驾驶以及提高电动型汽车使用性能, 电池管理系统就因此要对电池的荷电状态SOC(State Of Charge)进行准确的估算。电池的荷电状态是用来表述电池在使用过程中可以充入和放出的容量的重要参数。