【摘 要】
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21世纪以来,随着世界经济与技术的高速发展,传统燃油汽车的数量与日俱增,给全球带来严重的能源危机和环境污染,为此,国家大力提倡发展新能源汽车技术。在此背景下,本文寻求准确的锂离子电池SOC估算方法,从而为电池的能量管理策略提供准确依据,保证行车安全。除此之外,本文将锂离子电池和超级电容器组成复合电源系统,并制定复合电源系统的能量协同控制策略,从而延长电动汽车动力电池使用寿命和提高电动汽车能量利用率
【基金项目】
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江苏省重点研发计划（产业前瞻与共性关键技术）项目,项目总课题为“纯电动汽车动力系统集成及其能源管理关键技术”,总课题分为“动力锂离子电池系统机电热一体化管理关键技术研发”、“动力系统能源管理与协同控制技术研发”、“电动汽车新型无稀土驱动电机系统样机研发”和“电动汽车动力系统匹配与集成技术研发”四项子课题,本文研究的是“动力系统能源管理与协同控制技术研发”子课题（项目号:SBE2018020070）
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21世纪以来,随着世界经济与技术的高速发展,传统燃油汽车的数量与日俱增,给全球带来严重的能源危机和环境污染,为此,国家大力提倡发展新能源汽车技术。在此背景下,本文寻求准确的锂离子电池SOC估算方法,从而为电池的能量管理策略提供准确依据,保证行车安全。除此之外,本文将锂离子电池和超级电容器组成复合电源系统,并制定复合电源系统的能量协同控制策略,从而延长电动汽车动力电池使用寿命和提高电动汽车能量利用率。首先,搭建实验测试平台;对锂离子电池的工作原理进行分析,并利用锂离子电池的充放电实验和脉冲放电实验分别进行非线性特性分析和极化反应特性分析;分析超级电容器的储能机理,通过充放电实验分析其线性特性,并根据超级电容器的线性特性建立其状态特征定义方法。其次,建立锂离子电池的二阶RC等效电路模型;利用FFRLS算法改进传统的递推最小二乘法,并将模型分解进行在线参数辨识;对常用的离线模型参数辨识算法进行改进优化,利用FMEKF算法对电池模型中的欧姆电阻进行参数辨识,从而提高SOC估算精度。再次,建立锂离子电池等效电路模型的离散状态空间方程;利用SFEKF算法改进传统的EKF算法,并将基于SFEKF的SOC估算算法分别与基于FFRLS的在线模型参数辨识算法以及基于FMEKF的改进离线模型参数辨识算法结合。同时,将多个SOC估算方案的结果进行对比,从而验证本文设计的SOC估算方法的准确性和可行性。最后,将半主动结构作为复合电源系统的拓扑结构,并制定复合电源系统的整车参数匹配方案;分析复合电源系统的工作模式;建立基于模糊逻辑控制的能量协同控制器,并利用遗传算法对其进行优化;在MATLAB/Simulink环境下利用ADVISOR软件搭建仿真进行复合电源系统二次开发,并得到复合电源系统的能量协同控制的优化结果。
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