纯电动车动力系统.ppt

放电试验法是最可靠的SOC估计方法，它采用标准电流对电池进行恒流放电，当达到放电终止条件时，放电电流与时间的乘积即为电池放电前的剩余电量。放电试验法有两个显著缺点：①电池进行的工作要被迫中断；②需要大量时间。所以放电试验法不适合电动汽车上实时应用。04放电试验法03由于电流、温度、自放电、老化等因素对SOC的非线性影响使得在线准确估计电池组的SOC具有很大难度。01电动汽车动力电池SOC估计方法主要有放电试验法、安时计量法、内阻法、开路电压法、负载电压法、神经网络法和卡尔曼滤波法。02（2）一些实用性方法（2）内阻法电池内阻R有交流内阻（InternalImpedance，也称交流阻抗）和直流内阻（InternalResistance）之分，它们都与SOC密切相关。交流阻抗表示电池对交流电输入的抗拒能力，交流阻抗受温度影响大，且关于应该在电池平衡状态还是在充放电过程中进行交流阻抗测量存在争议，所以很少应用。直流内阻表示电池对直流电输入的抗拒能力，等于在同一很短时间段内电池电压变化量与电流变化量的比值。直流内阻法的缺点是难于在电动汽车上实时测量，也很少应用。（3）开路电压法电池的开路电压OCV（OpenCircuitVoltage）与SOC存在单调变化的一一映射关系。在使用开路电压法前须通过试验得到OCV与SOC的对应关系。开路电压法的显著缺点是需要将电池长时静置以达到电压平衡，电池从工作状态恢复到平衡状态一般需要几个甚至十几个小时，静置时间如何确定也是一个问题。所以该方法单独使用只适于电动汽车驻车状态。根据作者的研究经验，即使对于处于平衡状态的镍氢电池使用开路电压法，误差水平也可能大于20%。电池开路电压随SOC的变化趋势(80Ah)负载电压法负载电压法的原理可由式说明：UL为负载电压，IL为负载电流。以不同电流对电池组进行恒流充电，将得到一组以电流标记的互不交叉的SOC与充电电压的关系曲线（如图下左）；以不同电流对电池组进行恒流放电，将得到一组以电流标记的互不交叉的SOC与放电电压的关系曲线（如图下中）；基于这两组曲线可以得到电流IL、电压UL和SOC的三维对应关系（如图下右），该对应关系就是负载电压法应用的基础。负载电压法的优点是能在电动汽车上实时应用，对于恒流放电的电池组有较好的精度。但电动汽车上剧烈波动的电池组电压给负载电压法应用带来困难，误差较大。所以负载电压法很少应用到实车上，但常用来作为电池充放电截止的判据。电流为零时的负载电压法即为开路电压法。010302安时计量法（5）安时计量法如果电池在充放电起始时刻t0的SOC为SOC0，那么t时刻的SOC由式计算，即为安时计量法的原理，其中CN为额定容量，Eta为库仑效率。由于安时计量法原理简单，工作稳定，是目前电动汽车最常用的SOC估计方法。清华大学计算机系设计的电池管理系统、丰田公司Prius、本田公司的电动汽车EVPlus，通用大宇的电动汽车DEV5使用的都是安时计量法，FCB也使用安时计量法。安时计量法有两个主要缺点：①方法本身不能估计初始SOC；②库仑效率难于准确测量，不准确的库仑效率对SOC误差有累积效应。解决电池初始SOC的问题，目前通常引入开路电压法或负载电压法来辅助解决。对库仑效率问题主要是基于大量实验数据进行修正。安时计量法能够基本满足电动汽车电池组SOC估计的需要，但是精度还需提高。FCB对SOC估计精度要求为8%，安时计量法无法在所有电池使用环境都达到该精度。纯电动车动力系统李哲清华大学汽车工程系发动机控制课题组2006.12NSSN提纲纯电动概述纯电动动力系统组成3动力系统的不同布置方法电机5电池电池的反应式和基本类型比较三类主要实验，放电特性与充电方法BMS的任务SOC估计方法单体差异安全性管理概述发展纯电动车的原因环境资源政策市场需求据国务院发展研究中心预测，从2007年我国电力将开始盈余。微型电动汽车在夜间充电有利于我国电力结构优化，假定我国2020年电动汽车、微型电动汽车、电动自行车保有量分别达到50万、500万和2亿辆，以三类电动车年行使里程