锂电池荷电状态估计及监测

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1、学校代码：10264研究生学号：M150650735上海海洋大学硕士学位论文题目：锂电池荷电状态估计及监测SOCEstimationandMonitoringfor英文题目：Lithium-ionBatteries专业：机械工程研究方向：锂电池模型辨识及状态评估姓名：许强指导教师：霍海波二O一八年六月上海海洋大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自

2、撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海海洋大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，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。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日上海海洋大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名工作单

3、位职称备注辛绍杰上海电机学院教授主席赵爽上海电机学院副教授委员吴钢上海海事大学副教授委员田中旭上海海洋大学副教授秘书答辩地点工程学院302答辩日期2018.05.22上海海洋大学硕士学位论文锂电池荷电状态估计及监测摘要近年来，汽车的总量成飞跃式的增长，预计未来几年都将以7%的速度增长，CO2的排放量急剧增加，环境极度污染。这导致了各国越来越提倡新能源汽车，逐步实现电能取代化学能。锂电池因其比能量高、充放电寿命长等优点成为目前新能源汽车的理想动力源。荷电状态SOC（StateofCharge）表示电池的剩余容量，对其进行准确估计是电池管理系统研究的关键问题

4、。本文以锂离子电池为研究对象，重点开展锂电池SOC的估计及监测研究。本文首先从课题的背景展开，阐述了锂电池的研究意义及国内外研究现状，为锂电池研究奠定一定的基础。其次从锂离子电池的内部结构入手，介绍了锂电池的工作原理，并对锂电池性能的影响因素（如温度，充放电倍率，电压等）进行了简单的分析。通过分析常见的几种锂电池等效电路模型，本文选取建立锂电池的Thevenin模型。文中基于周期性脉冲试验数据，采用六阶多项式拟合了锂电池OCV-SOC之间的关系；并基于最小二乘法对Thevenin模型的参数进行了辨识。然后基于所建立的锂电池模型，采用扩展卡尔曼滤波分别对周

5、期性脉冲工况、恒流充电工况和恒流放电工况下锂电池的SOC进行了估计。仿真结果表明基于扩展卡尔曼滤波对锂电池的SOC进行估计是完全可行的，仿真结果较好。为了保护电池，防止锂电池过充、过放和过温，延长电池寿命，本文采用STM32、DS2438电池监控芯片等设计了锂电池状态监测系统，并对该监测系统的硬件、软件设计进行了详细介绍。所设计得监控系统能实时监测并显示锂电池的工作电压、电流和温度；当锂电池工作异常时，该系统能及时报警以保护电池。关键词:锂电池，荷电状态估计，等效电路模型，参数辨识，扩展卡尔曼滤波I上海海洋大学硕士学位论文SOCEstimationand

6、MonitoringforLithium-ionBatteriesAbstractnrecentyears,thetotalamountofcarshasincreaseddramatically,anditisexpectedtogrowby7%inthenextfewyears.TheemissionofCO2willincreasesharplyandtheenvironmentwillbeextremelypolluted.Thishasledtoanincreasingnumberofcountriespromotingnewenergyveh

7、iclesandgraduallyreplacingchemicalenergywithelectricity.Becauseofitsadvantagessuchashighenergyandlongchargeanddischargelife,lithiumbatteryhasbecometheidealpowersourcefornewenergyvehicles.TheStateofChargerepresentstheresidualcapacityofthebattery,whichisthekeyproblemintheresearchof

8、batterymanagementsystem.Inthispaper,lith