考虑温度的电池荷电状态估算和主被动均衡

摘要：

电池的荷电状态(state-of-charge,SOC)估算和电池均衡作为电池管理系统(battery management system,BMS)的核心功能,对电池的一致性和使用寿命、安全等至关重要.在电池的工作期间,温度直接影响了电池的可用容量和放电特性,从而加剧了SOC的估算误差.因此,考虑了温度对电池的影响,对SOC估算方法进行了改进,并利用主被动均衡改善了单体一致性问题.首先,通过建立电池的热特性模型对电池的内部温度进行估计,将温度估计结果对扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)算法进行了改进,再使用该算法进行SOC估算.并分别在城市道路循环工况(urban dynamometer driving schedule,UDDS)、动态应力测试(dynamic stress test,DST)、混合脉冲功率特性(hybrid pulse power characterization,HPPC)工况下验证了改进算法对提高SOC估算精度的有效性.其次,以更高精度的SOC估算结果作为变量,提出一种主被动均衡电路并合理设计了均衡策略.最后,在仿真验证下,改进的EKF算法显著提高了SOC的估算精度,并通过主被动均衡实现了DST工况下一组SOC极差为13％的六节单体电池之间的快速均衡.结果表明,改进的EKF算法能有效降低温度带来的SOC估算误差,改善电池单体间的不一致性问题.

关键词：电池热特性模型、扩展卡尔曼滤波算法、SOC估算、主被动均衡

所属期刊栏目：22

分类号：TM912.9

资助基金：国家自然科学基金;重庆市研究生联合培养基地项目

在线出版日期：2023-02-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：14767-14778