基于统计方法的镍氢动力电池在线参数估计

摘要

由于环境污染和能源危机的双重压力，电动以及混合动力汽车的发展越来越受到世界各国的重视，期待将来能用它们逐步取代现有的燃油汽车。但其发展尚有一些问题有待解决，动力电池管理系统是解决这些问题的几个关键技术之一；而动力电池参数的在线估计是电池管理系统的主要技术瓶颈之一，具有很重要的研究意义。本次设计的主要任务是通过仿真实验对车用镍氢动力电池组在线参数估计方法进行研究和分析。
　　 本文首先全面地介绍了镍氢动力电池工作原理、充放电特性、等效模型和失效模式等；然后对电池参数的传统测试方法进行了简要说明，分析了它们在动力电池中应用的困难之所在；接着叙述了统计方法的理论和实际依据，推导出了统计方法计算动力电池在线参数的具体计算公式，并给出了实际应用中的具体实现算法。其后，实验部分进行了车用镍氢动力电池模块的实际充放电仿真实验与脉冲充放电的对比实验，获得了电池模块的实时路端电压和电流数据；仿真实验数据用统计方法来计算镍氢动力电池模块的在线内阻和开路电压参数，脉冲实验数据通过传统内阻测试方法计算出电池模块的参考内阻值。随后，通过对比基于统计方法计算的在线参数和其他方法测得参考参数，分析了该统计方法的误差情况，给出了其误差范围。最后，分析了此次设计的不足之处，并提出了进一步缩小误差的途径和方法。
　　 本次设计得出最终结论：在混合动力汽车用镍氢动力电池的实际工作工况下，利用统计方法能够较好的评估镍氢动力电池的在线内阻和开路电压，从而解决了镍氢动力电池在线内阻和开路电压的在线预估问题；并且该统计方法评估的电池内阻和开路电压平均误差分别在15％和7％以内。