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1. 遗传算法优化双卡尔曼滤波的锂电池SOC估算
  
  标签：SOC估计; 参数动态辨识; 遗传算法; 强追踪滤波; 双卡尔曼滤波;
  
  电动汽车作为解决能源及环境问题的关键之一,正受着广泛的关注。而电池作为电动汽车的关键组件,为了更充分高效地发挥其性能,需要准确地预测电池的荷电状态（SOC）。本文围绕三元锂离子电池SOC估计展开研究,通过所设计的电池测试实验,分析验证电池模型的准确性以及所提算法进行SOC估计的精确度。本论文主要工作内容包括:（1）考虑电池的多时间尺度效应和模型的复杂性,采用二阶RC（电阻电容）等效电路模型作为本文的研究模型。根据电池基本性能参数和研究内容,设计并进行多种锂离子电池单体测试实验,结合电池测试实验数据,重点对电池的开路电压特性、内阻特性、容量及充放电倍率特性进行分析并总结出电池性能参数的变化规律。（2）针对电池等效电路模型参数时变性的特点,提出一种遗传算法（GA）优化卡尔曼滤波（GA-KF）在线动态辨识模型参数的算法。利用GA算法全局收敛效果好的特点,得到KF算法的最优噪声协方差矩阵,提高在线辨识准确度。依据不同电流倍率下的放电实验数据,得到模型参数动态辨识的结果。在动态应力测试（DST）工况下,将模型与基于最小二乘法离线辨识参数获得的模型进行比较,验证了所提出模型的准确性。（3）针对电动汽车实际运行条件下电池内部电化学反应引起的状态变量非线性问题,提出了使用一种强追踪卡尔曼滤波器（STF）来准确估算SOC。与上述模型动态参数辨识算法相结合,提出一种基于遗传算法优化双卡尔曼滤波（GA-DKF）的SOC估计方法,即KF进行模型参数辨识,STF进行SOC估计,运用GA分别优化两个卡尔曼滤波的系统噪声和观测噪声的协方差矩阵。在FUDS工况下,进行SOC估计并将其与EKF和UKF进行SOC估计的结果比较,验证了所提出算法的精确性和鲁棒性。（4）为了验证所提算法对动力电池组的可行性,在AVL CRUISE软件中,搭建电动汽车模型,并在所设计的两种动态循环工况下进行整车仿真,得到电池组电流及电压参数。运用所提GA-DKF算法对电池组进行SOC估计,以CRUISE软件整车仿真后处理得到的SOC值为参考,验证了算法的有效性
  
  下载次数 3次资源类型学术论文上传时间 2023-11-30
2. 动力锂离子电池动态特性研究及SOC估算
  
  标签：动力锂离子电池; 电池特性; 等效电路模型; SOC估算;
  
  随着能源危机和环境问题愈演愈烈,节能环保的电动汽车获得社会各界的关注迅速发展起来。动力锂电池作为电动汽车的主要储能设备,其性能和应用控制技术将直接制约电动汽车的发展。实际应用中往往将多节电池串联以获得足够的容量和电压,而单体的不一致性会使组间单体工作过程中存在不平衡,为保障电池组高效、安全运行,我们需要建立电池管理系统（BMS）对电池组进行有效监控和管理。动力电池荷电状态（SOC）是电池工作状态的典型表征量,同时也是BMS控制策略的典型判据,其估计算法的准确性和快速性对于提高BMS系统性能起到决定性作用。本文主要以磷酸铁锂电池为研究对象,选用n阶RC等效电路模型模拟电池动态特性。建立系统状态方程和观测方程,采用HPPC循环实验结合最小二乘法进行模型参数辨识,采用小电流充放电、辅助线性非线性组合公式、结合梯度下降法拟合建立全区间OCV模型,依据拟合结果和数据基于AIC准则确定模型最佳阶数,通过实验验证模型动态特性。基于所建立的RC等效电路模型,采用扩展卡尔曼滤波法建立磷酸铁锂电池单体SOC估计算法,通过引入基于电压、容量的温度修正项,修正温度对SOC的影响。利用MATLAB实现算法模型,仿真实验验证常温恒流工况下算法有效性和复杂工况下算法可行性,引入初值误差验证算法鲁棒性。实验表明,引入温度修正的SOC估计算法在低温下也能准确估计电池SOC。针对磷酸铁锂电池进行标准充放电实验、常温倍率实验和温度实验,分析电池性能并研究倍率、温度对电池充放电性能的影响。依据实验数据,验证建立模型的有效性。针对三元聚合物锂电池设计标准充放电实验和倍率实验,对比磷酸铁锂电池分析不同工况下两种电池性能特点,并分析其工作状态下适合采用的均衡判据。?还原
  
  下载次数 2次资源类型学术论文上传时间 2023-11-30
3. 单节锂电池充放电保护电路的研究与设计
  
  标签：锂电池; 充放电保护电路; 带隙基准; 过充放电;
  
  随着智能时代的来临,各种便携式电子产品极大丰富和方便了人们的生活。近年来,移动电源的市场规模达到了前所未有的发展,从而促进二次充电电池发展。锂电池由于具有绿色、高能量密度等特性,常用作二次充电电池。然而在过充放电的异常情况下,锂电池内部物质会受到破坏,严重时会引起燃烧爆炸,造成安全事故。因此,锂电池在充放电时需匹配相应的保护电路,目的在于对锂电池的充放电过程实施监测和保护。基于此背景,本文开展了单节锂电池充放电保护电路的研究与设计。主要包括以下内容:首先,分析了锂电池充放电保护电路的基本功能和工作状态,并在此基础上确定了保护电路的系统架构。其次,基于SMIC 0.18μm BCD工艺,采用分段线性补偿技术和电压预调整技术设计一种用于单节锂电池充放电保护电路的MOS带隙基准电路。仿真结果显示,在-40℃~125℃温度范围内,本文所设计的带隙基准电路的温度系数为3.1ppm/℃,电源抑制比为-102dB@10kHz。第三,采用SMIC 0.18μm BCD工艺,对过温保护电路、过充放电压比较器、过电流保护电路、振荡器电路、分频器电路和逻辑控制电路等锂电池充放电保护电路的功能模块进行设计。其中,过充放电压比较器采用迟滞比较器结构,检测精度达到±30mV。为了防止高温对电路安全性和稳定性的影响,设置当温度超过106℃时,保护电路停止工作。最后,对锂电池充放电保护电路进行了系统设计,并采用SMIC 0.18μm BCD工艺对整个保护电路进行了仿真验证。仿真结果表明,保护电路具备过充放电、过放电流和短路保护功能
  
  下载次数 2次资源类型学术论文上传时间 2023-11-30