基于卡尔曼滤波的SOC估算及其电池管理系统研究

发布时间：2025-06-28 06:21

　　在能源匮乏、环境每况愈下的外界因素刺激下,随着科学技术的进步,人们需要一种新型环保的技术来代替传统的能源消耗。因此以锂离子电池为首的新能源以其自身高比能量、高比功率、安全和环保的优势受到人们的选择。本文以国内某额定容量为3000mAh的18650电池为主要研究对象,以提高电池SOC估算精度和电池采集模块精度为目的,同时找到一种散热良好的结构对电池组进行散热分析。本文的主要工作如下:(1)对现目前电动汽车的发展、常规电池SOC估算方法和电池散热方法的研究背景、意义和发展前景进行调研,以此为本文的电池SOC估算打下基础。本文以充放电电压为4.2V的锂离子电池为研究对象。(2)对本次实验所测试的锂电池的基本工作原理进行阐述,并对实验平台搭建进行介绍,确定了一种组合模型对锂离子电池进行建模。通过实验,对电池模型参数进行赋值。(3)进行容量测定实验和电池容量影响因素实验。对放电倍率、温度和循环次数的影响系数进行计算。通过SOC的定义公式推导出最后的修正公式,保证本文SOC估算的准确性。(4)对卡尔曼滤波算法进行介绍,通过电池是一个非线性系统来确定需使用非线性高斯卡尔曼滤波算法对电池的SOC进行估算...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 电动汽车的发展背景
        1.1.1 交通能耗
        1.1.2 汽车节能与新能源汽车
    1.2 电池SOC计算现目前研究现状
        1.2.1 基于表征参数的方法
        1.2.2 安时积分法
        1.2.3 基于模型的估计方法
        1.2.4 基于数据驱动的方法
    1.3 电池热管理研究进展
        1.3.1 电池热管理性能要求与分类
        1.3.2 以空气为介质的电池热管理系统
        1.3.3 以液体为介质的电池热管理系统
    1.4 论文内容和研究的框架
    1.5 本章小结
第二章 锂电池工作原理及其电池建模
    2.1 锂离子电池反应过程
    2.2 实验平台搭建
    2.3 锂离子电池的SOC估算建模
        2.3.1 电化学模型
        2.3.2 等效电路模型
        2.3.3 单状态模型
    2.4 电池模型建立
        2.4.1 组合电池模型建立
        2.4.2 参数求解
    2.5 本章小节
第三章 电池荷电状态的定义及影响因素
    3.1 电池荷电状态的定义
    3.2 容量测定实验
    3.3 电池容量的影响因素分析
        3.3.1 放电倍率对电池容量的影响
        3.3.2 温度对电池容量的影响
        3.3.3 循环次数对电池容量的影响
        3.3.4 电池充放电效率
    3.4 本章小结
第四章 基于采样点卡尔曼滤波的电池SOC估值
    4.1 卡尔曼滤波器原理
    4.2 采样点卡尔曼滤波
    4.3 SIMULINK仿真建立
    4.4 实验结果分析
    4.5 本章小结
第五章 电池管理系统研究
    5.1 采集板模块搭建
        5.1.1 电压采集模块搭建
        5.1.2 电流采集模块搭建
        5.1.3 温度采集模块搭建
        5.1.4 结果分析
    5.2 锂离子动力电池组散热优化仿真
        5.2.1 电池单体产热理论及计算模型的构建
        5.2.2 单体电池的仿真研究
        5.2.3 优化电池组箱体结构
        5.2.4 电池组交替式风冷散热结构研究
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文主要工作
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：4054559