考虑环境温度影响的车用锂电池SOC和内外部温度预估研究.pdf

西安理工大学硕士学位论文 功能模块有：①OCV-SOC 拟合；②模型参数识别；③池终端电压预估；④基于 EKF 算 法的电池SOC 估计。利用所开发的锂电池综合性能预测软件可进行电池基本性能的计算 与预测，为电池管理系统(BMS) 的开发提供了有效验证手段。 关键词：锂离子电池；环境温度；等效电路模型；模型参数；SOC；内外部温度估计 II 目录 目 录 1 绪论 1 1.1 课题研究的目的及意义 1 1.2 电池管理系统概述 2 1.2.1 状态管理 2 1.2.2 热失控管理 3 1.3 锂电池等效电路模型 5 1.3.1 锂离子电池常用等效电路模型概述 5 1.3.2 基于双态热模型的锂电池内外部温度预测 5 1.4 SOC 预估常用方法概述 6 1.5 国内外研究现状8 1.6 本文主要研究内容 11 2 环境温度对锂离子电池的性能影响研究 13 2.1 模型选取 13 2.2 模型参数识别及验证 13 2.2.1 实验装置 13 2.2.2 电池容量曲线拟合 14 2.2.3 OCV-SOC 曲线拟合 15 2.2.4 基于FFLS 的改进DP 模型参数识别及验证 16 2.3 环境温度对锂电池终端电压的影响分析 18 2.4 环境温度对锂电池SOC 估算的影响分析 20 2.4.1 基于扩展卡尔曼滤波的SOC 估计 20 2.4.2 SOC 预估和实验分析 22 2.5 本章小结 24 3 一种新的依赖于环境温度的增强型锂电池模型 27 3.1 模型构建 27 3.2 基于FFLS 的eTECM 模型参数识别 28 3.3 模型验证 32 3.4 使用EKF 的SOC 估计 33 3.5 SOC 估计验证分析 35 3.6 本章小结 37 4 基于一种改进的锂电池电-热耦合模型实现其内外部温度预估 39 4.1 模型建立 39 4.1.1 等效电路模型选取 39 4.1.2 热模型方程 39 4.1.3 热电耦合模型方程40 4.2 基于FFLS 的IETM 模型参数辨识及验证41 4.2.1 等效电路模型参数识别41 4.2.2 热模型参数识别42 4.2.3 模型验证结果45 4.3 基于EKF 的锂电池的内外部温度估计46 4.4 结果及讨论48 4.5 本章小结 50 V 西安理工大学硕士学位论文 5 锂电池性能预测软件设计 53 5.1 电池性能预测软件框架设计 53 5.2 锂电池性能预测软件功能模块 54 5.3 基于MATLAB GUI 开发的锂电池性能预测软件 54 5.3.1 OCV-SOC 曲线拟合 54 5.3.2 应用FFLS 方法的参数识别 55 5.3.3 不同锂电池模型终端电压计算和SOC 估计 55 5.4 本章小结 56 6 结论与展望 57 6.1 全文总结 57 6.2 研究展望 58 致 谢 59 参考文献 61 攻读硕士学位期间主要研究成果 69