纯电动汽车动力电池SOC研究综述
纯电动汽车具有零污染、零排放等特点,并且电机、电控和电池是电动汽车的三个关键技术,而 BMS 是电池的关键技术。其中动力电池荷电状态(State of Charge,SOC)估算是电池管理系统(Battery Management System,BMS)的重要功能之一,因此,高效的 BMS 管理能力是 SOC 准确估算的基础。
SOC 的定义
美国先进电池协会(United States Advanced Battery Consortium,USABC)在《电动车实验手册》中将荷电状态(SOC)定义为:在特定放电倍率条件下,电池剩余容量与其额定容量的比值,它表征动力电池的剩余电量,反映动力电池状态的重要参数。
动力电池模型
电化学模型是以电池内部的电化学反应特性为依据,用数学的方法得到反映电池工作特性的化学方程。该模型具有很高的仿真精度,但是由于该模型比较复杂,所以在电动汽车上的应用很难实现。
等效电路模型电路模型基本都属于等效电路模型,该模型利用电感、电阻及电容等等效电器元件模拟电池的输出特征,等效元件的数值只代表电池内部通过化学反应所表现出来的电压、电流之间的基本函数。常用的等效电路模型有:Rint 模型、Thevenin 模型、PNGV 模型等。
神经网络模型动力锂离子型电池具有高度的非线性特征。神经网络模型用来描述非线性系统具有较好的效果,并且具有多输入多输出、容错性、自学习性及使用范围广等特点。
SOC 估算方法
SOC 估算方法主要有基于电池外特性参数、动力电池模型及一些算法间接的计算出来的。因此,准确的估算动力电池 SOC 值,不仅可以延长动力电池的使用寿命,还可以提高电动汽车的整车性能。
结论
准确的 SOC 值不仅为驾驶员提供有效的剩余电量参考,还可以提高动力电池能量的使用效率。由于动力电池充放电过程受多个因素的影响,因此主要研究了 SOC 的定义、动力电池模型及对比了各种 SOC 估算方法的优缺点,目的是寻找出高效可靠的 SOC 估算方法,给出未来动力型锂电池 SOC 的研究方向。
参考文献
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[2]MITCHELL W J, BORRONI-BIRD C E, BURNS L D.Reinventing the automobile: personal urban mobility for the 21st century[M]. Cambridge: The MIT Press, 2010.
[3]袁月.两轮独立驱动电动汽车驱动控制研究[D].西安科技大学,2017.
作者简介
李凯凯(1992-),男,硕士研究生,研究方向为车辆电气与电子控制技术。