电动汽车用磷酸铁锂电池模型研究

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1、赚毛巧藏圍硕±学位论文胃＊Ｍ参麗＊ｘｍ（Ｓ｜９．ｍｉ电动汽车麵臟缠皆池觀研究作者姓名杨阳—学校导！）币姓名、职疏郑峰副教授５ｉＪ企业副巧姓名、巧祿石勇缸工程硕±＿＿ＳｋＭ－申请学位类别西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢＾中所罗列的内容＾＾＊外，论文中不包含其他人己经

2、发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一。学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任ｏ、、。本人签名：杨稗日期：ｙ咬１西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，目Ｐ：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借

3、阅论文，化许采；学校可公布论文的全部或部分内容用影、缩印或其它复制手段保存论文印。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发等成果，署西子科技大学。明专利名单位为安电保密位论文在年解密后适书。的学＿＿用本授权：７闲导师签：本人签名名＿＾气、＇．女＇＞＂、１，日期：八日期：Ｚ０２３学校代码10701学号1304122231分类号TM912密级公开西安电子科技大学硕士学位论文电动汽车用磷酸铁锂电池模型研究作者姓名：杨阳领域：控制工程学位类别：工程硕士学校导师

4、姓名、职称：郑峰副教授企业导师姓名、职称：石勇高工学院：机电工程学院提交日期：2015年12月StudyonModelofLiFePO4BatteriesUsedbyElectricVehiclesAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinControlEngineeringByYangYangSupervisor:ZhengFengAssociatePro

5、fessorShiYongSeniorEngineerDecember2015摘要摘要2015年上半年，我国新能源汽车累计生产7.85万辆，同比增长3倍，与此同时，全球市场的电动汽车也一直颇受青睐，而锂离子电池以其具有能量密度大、循环寿命长、高电压、高容量等优点为绝大多数电动汽车所使用，在我国电动汽车的企业中最常用的是磷酸铁锂电池。电动汽车用电池多是以电池组的形式使用的，这样在长期使用过程中就会出现电池不一致性问题，即会导致某一节电池出现过充电或者过放电的问题，从而影响整个电池组的工作，造成电池组的

6、损坏，电池模型是解决该问题的重要方法之一。一个有效的电池模型可以使电池电量估算准确，电池管理实施可靠。在众多的电池模型中，最便于电力电子工程师使用的是等效电路模型，但是现在已有的等效电路模型均存在着仿真过程繁琐，误差太大的问题。本文针对上述问题，提出了一种仿真简便，误差小，更易于电力电子工程师设计电动汽车充电桩使用的等效电路模型。本文首先从磷酸铁锂电池的内部结构和工作原理出发，研究了其电压、内阻、容量等基本特性，文章中详细介绍了磷酸铁锂电池不同电压的定义及其测量方法，描述了不同容量的定义及其使用条件

7、，讲述了不同内阻的构成及其和电池剩余容量的关系。在对磷酸铁锂电池基本特性研究清楚地条件下，又加入了环境温度、充放电倍率、充电频率等外界影响因素，通过大量的实验总结出电池在各种不同工作条件下的充放电规律；然后在分析了现在已有的多种等效电路模型优缺点的基础上，提出了一种新型的等效电路模型，该模型的核心部分是由一个线性电容和两个受控电压源组成的可变电容系统，该系统可以形象的表示出磷酸铁锂电池在不同温度下的容量变化情况，文章中就整个电池电路等效模型的过程及其电路原理作了详尽介绍；接着针对提出的电池模型进行了

8、大量的实验，包括不同温度、不同充放电倍率、不同充电频率等条件下的实验，文章中依次列出了各个实验的过程，包括实验装置的搭建，上位机程序的设计，以及下位机硬件电路的布局，通过完善自动的实验平台记录了不同实验条件下的数据，并从实验数据中提取出模型参数，针对不同的参数分别进行数据拟合，得到了可用的数据关系及参数值；最后利用PSpice对电池模型进行仿真，结果显示仿真波形和实验波形的误差很小，可以证明该模型的准确度较高，实用性较强。关键词：电动汽车，磷酸铁锂电池，电池模型，PS