物流载具锂离子电池SOC估算方法研究文献综述
2020-04-15 15:17:06
1. 目的及意义
2018年,我国汽车销量为2,808.1万辆,而自2008年起中国就已成为世界汽车产销第一的汽车大国,但尚不能称之为汽车强国。2016年10月26日,受工信部委托,中国汽车工程学会组织逾500位行业专家年研究编制的《节能与新能源汽车技术路线图》正式发布。文中明确了“1 7”的战略路线,其中就包括对动力电池技术发展的15年规划。
电动物流载具相对内燃物流载具而言,除了低噪声、无废气排放以外,还具有诸多显著的优点:经过这些年的努力,中国工业车辆协会统计的数据显示,从 2014年到 2018年,电动物流载具在国内迅速发展,电动物流载具在整个物流载具市场所占比例从 26.6%增长到 38.4%。而在同一时期内内燃物流载具的销售总量几乎没有增加,市场所占比例更是下降到 61.6%,这足以说明电动物流载具巨大的发展潜力,然而电动物流载具相关核心技术与客户需求及与世界主要品牌存在较大差距,即相关的用于管理动力电池组的电池管理系统的发展却显得较为缓慢。车用动力电池的管理系统主要有六大职责,其中,电池荷电状态(SOC)估算最为关键,其不仅决定着电动汽车的剩余可续驶里程的估计精度,还影响着电池组的安全使用和寿命保证。
早在 1938 年,Heyer 就提出了采用测量电池电压来显示电池容量的方法,随后的 70 多年里,Finger、Peled、Seyfang相继提出了具代表性的SOC估算方法:开路电压法、安时积分法、神经网络、电化学阻抗谱法和卡尔曼滤波算法等。
就国内而言,在“十一五”规划和“863”计划的推动下,我国在电池管理系统领域取得了较快的发展。早在 1999 年,北京理工大学,哈尔滨工业大学、以及上海交通大学等高校就对动力电池管理系统进行了相关的研究。在企业方面,如比亚迪股份有限公司、奇瑞汽车股份有限公司、长安汽车股份有限公司以及湖南科力远新能源股份有限公司都对电池管理系统进行了研究与开发。
总的来说,我国已经有能力开发出自己的电池管理系统的能力,但是由于很多技术的不成熟,电池管理系统的性能与国外还有一定的差距。距离真正大规模产业化尚需进行更深入的研究。如何建立较为精确的锂离子动力电池物理模型;如何结合多种方法对电池组SOC 估算进行修正;都是我们有待解决的问题。而且我国的大部分电动物流载具运用的都是铅酸电池,针对锂电池的BMS开发是极少的,所以此项目极具研究价值。{title}
2. 研究的基本内容与方案
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1. 1研究(设计)的基本内容、目标
本文选择磷酸铁锂电池作为电动物流载具的动力电池,建立对应的等效电路模型,研究磷酸铁锂电池荷电(SOC)状态估算方法,并对物流载具磷酸铁锂电池SOC的预测进行理论的分析和实际的验证。以下是各个章节的详细内容:
第一章、研究分析有代表性的电池模型,并对各种电池等效电路模型进行详细的对