动力锂电池组充放电性能试及SOC评估

武汉理工大学毕业设计（论文）动力锂电池组充放电性能测试及SOC评估学院（系）：物流工程学院专业班级：物流自动化专业0903班学生姓名：张兵强指导教师：朱宏辉武汉理工大学毕业设计（论文）I学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密囗，在年解密后适用本授权书2、不保密囗。作者签名：年月日导师签名：年月日武汉理工大学毕业设计（论文）II目录摘要....................................................................1Abstract.................................................................2第1章绪论...............................................................31.1电动汽车概述......................................................31.2动力电池的发展状况................................................51.3课题的研究目的和意义..............................................61.4主要研究内容.......................................................7第2章锂电池组的特性分析................................................82.1磷酸铁锂电池.......................................................82.2工作原理...........................................................82.3电池性能参数......................................................102.3.1电池容量....................................................112.3.2电池电压....................................................122.3.3内阻........................................................122.3.4充放电倍率..................................................122.3.5循环使用寿命................................................132.4电池性能的主要影响因素............................................132.5电池特点及充放电特性..............................................142.5.1实验设备.......................................................142.5.2电池特点........................................................142.5.3充电特性........................................................152.5.4放电特性........................................................16第3章锂电池组SOC估算..................................................183.1SOC定义.........................................................183.2影响SOC的因素..................................................193.2常见SOC的估计方法..............................................203.3.1卡尔曼滤波原理..............................................213.3.2标准卡尔曼滤波..............................................223.3.3扩展卡尔曼滤波（EKF）算法...................................233.4卡尔曼滤波修正算法................................................253.4.1扩展卡尔曼滤波复合模型......................................253.4.2卡尔曼滤波修正算法..........................................25第4章结论与展望........................................................284.1本文结论..........................................................284.2展望..............................................................28致谢...................................................................29参考文献.................................................................30武汉理工大学毕业设计（论文）1摘要随着石油能源的短缺和大气污染的加剧，开发节能环保型电动汽车已经成为现今汽车工业领域发展的主要趋势。作为电动汽车的动力来源和能量载体，电池自身制造工艺以及成组应用技术已成为推动电动汽车商业化的关键因数。因此，为了保证动力电池能够安全有效的工作，电动汽车必须配置特定的电池管理系统对动力电池组的状态进行控制和管理。对其进行各项性能测试及荷电状态（SOC）评估是电动汽车研发过程中的重要环节，而电池剩余电量SOC估计一直是电池管理系统的核心，是反映电池运作状态的主要参数，为整车控制策略提供判断依据。磷酸铁锂电池由于自身的性能特点受到广泛关注和应用，是目前电池界竞相开发研究的热点。为了掌握电池组特性以及解决电池组的安全和延长使用寿命，有必要对电池组的性能作深入的研究。本文主要从磷酸铁锂电池组信号采集、电池组的充放电放电特性和状态估计方面开展研究。对电池组进行充放电特性分析。串联的14节电池组在不同倍率的恒流放电的试验，考察了放电电流大小对电池性能的影响。试验表明磷酸铁锂电池组放电过程中有一个很平稳的放电平台且在低SOC状态下有一定的大倍率放电能力；放电能量效率随SOC增大而增加，随放电倍率增大而减小；大倍率放电性能较其他电池好。利用开路电压法、Kalman滤波法与安时计量法结合使用对电池组SOC进行状态估计。关键词：锂电池组；荷电状态（SOC）；电动汽车武汉理工大学毕业设计（论文）2AbstractBecauseofoilresourcesshortageandairqualitydegradation,electricvehiclewithadvantagesofenergysavingandenvironmentprotectionhasemergedasthemaintrendinautomobileindustry.Asthemajorenergycarrierandpowersource,battery’smanufacturingprocessandgroupapplicationtechnologyhavebeenthekeyfactorsinpromotingthecommercialprogressofelectricvehicle.Therefore,inordertokeeppowerbatteryworksecurelyandeffectively,electricvehiclemustbeequippedwithaspecificmanagementsystemtocontrolandsupervisethefunctionofbattery.Tovariousperformancetestsandtheevaluationofthechargedstateof(SOC)istheimportantlinkintheprocessoftheelectriccarresearchanddevelopmen，ThestateofchargeSOCestimationhasalwaysbeenthecorecomponentinbatterymanagementsystem,whichisoneofthemainparameterstoreflectthebatteryworkingstatesandcanprovidejudgmentbasistovehiclecontrolstrategy.LiFeP04batteryisattractedgreatattentionandusedinmanyfieldsfortheirperformancescharacters，andisthehotspotinthefieldofbattery．Thecharactersofbatteriesinseriesisdifferentfromtheisolatedorles，soitisnecessarytohaveaninsightviewofthebatterygroupandobminthecluestomanagethebatteriesinordertosolvetheproblemofthesafetyandprolongthelongevityofthebaaeries．Inthisdissertation，manyattentionshavebeenpaidtotheresearchaboutthebatterygroup，suchasthesignalacquisition，thepropertyoftheelectro-dischargeconsistencyandevaluationofthestatement．Toanalyzetheprocessofelectro—dischargeandthetraitsofbatterygroup，agroupwithfourteen100AhbatterieswillbetestedunderdifferentSOCwithdifferentconsistentelectro-discharge，andeffectscausedbythechangeof．thedischargingcurrentforthec