电动汽车动力电池SOC估算方法综述

V
m
/
V
C
O
SOC(%)图1  某三元电池OCV—SOC曲线
影响很大。
发展趋势
综上所述,SOC 估算方法可归纳为离线估算法和在线估算法,安时积分法与开路电压法属于离线估算法,卡尔曼滤波法与神经网络法属于在线估算法。各种估算方法比较,见表1。
在线估算法由于其精度较高,属于目前热门研究方向,但
脑神经元系统的新型算法,它依据大量的样本数据和神经网络模型,以回路电流、电池端电压与电池温度为输入参数,SOC 为输出参数,通过大量的数据分析,实时输出电池
SOC 。
神经网络法能够实时、精确地估算出电池SOC ,但是它的缺点是需要对大量的参考数据进行训练,且SOC 估计误差受训练数据和训练方法的
图2  某铁锂电池OCV —SOC 曲线
图3  锂离子电池电模型
SOC (%)
O C V  / m V
(下转第19页)
等效阻抗
等效电压源
序号对比项内容
1结构
优势
同轴
驱动桥方案
电机、行星减速器、差速器与桥壳同轴布置成一个整体,转动链短,零部件少,结构简单电机
直驱方案
由分散独立的电机、万向传动总成和车桥等零部件组成,传动链长,零部件多,结构相对复杂
2空间
布置
优势
同轴
电驱动桥方案
动力及传动系统同轴布置、高度集成,有效释放底盘空间,直接将车桥系统布置在底盘上即可电机
直驱方案
需要将电机、万向传动轴总成和车桥等布置在底盘上,占空间较多,不方便整车布置
3节能
环保
优势
同轴
电驱动桥方案
电机直驱+行星减速器传动,转动惯量低,综合传动效率比直驱高(纯机械传动效率≥96%)电机
直驱方案
传动链长,传动效率没有同轴电驱动桥方案高(纯机械传动效率≤90%)
4传动
原理
同轴
电驱动桥方案
车桥外接电池,通过电机带动电机轴的旋转,再经过差速器、行星减速器带动轮毂转动,驱动车轮电机
直驱方案
通过电机输出转矩,传递到万向传动轴,再经主减速器、差速器和半轴驱动车轮转动。
5重量
优势
同轴
电驱动桥方案
相比电机直驱方案重量轻(10%~25%),有效降低电耗,电机转速高,外形尺寸小,功率密度高,延长续驶
里程
电机
直驱方案
传动系统重量大,外形尺寸大,功率密度相对低
6技术
优势
同轴
电驱动桥方案
使用同轴驱动集成化技术,能实现较高能量回馈,符合未来驱动桥集成化发展趋势电机
直驱方案
集成化程度相对较低,能量回馈较低
7维护
保养
优势
同轴
电驱动桥方案
降低在生命周期中维护保养成本,维护保养相对简单电机
直驱方案
零部件总成多,维护保养相对复杂
表2  同轴电驱动桥布置方案优势
在高效率区间,有效降低电耗;
⑤减速机构减速为车轮提供驱动力。
3.同轴电驱动桥
同轴电驱动桥布置方案优势
多数均处于计算机仿真阶段,尚未全面系统应用到电池实际运行中的各种工况。我公司亦基于某iEV平台开展卡尔曼滤波算法估算SOC精度验证,经历单次慢充、单次快充、单次快速放电及连续1周浅充浅放等工况多轮次验证,见表2。
与安时积分法对比,车辆单次充放电工况,卡尔曼滤波表2  卡尔曼滤波算法与安时积分法实车验证精度对比
工况
SOC算法最大估算误差
安时积分法卡尔曼滤波算法
单次慢充  3.5%  2.8%
单次快充  3.0%0.5%
单次快速放电  3.0%  2.5%
连续1周浅充浅放7.6%0.7%
法精度可提升约1%~2%;车
辆连续充放电工况,卡尔曼滤
波法精度可提升约7%,效果明
显。目前该算法验证已处于设
计冻结阶段,有望基于该iEV项
目平台实现整车量产应用。
在未来的应用实践中,在
线估算法仍为重点研究方向,
并需要充分考虑电池充放电
电流、端电压、温度、自放电
及老化程度等因素的综合影
响,方可系统估算出更精确
的SOC。
(上接第15页)分析见表2。
总结
随着国家政策导向的明了化
及地方政府的积极扶持,电动汽
车产业的快速发展已成为必然趋
势,并将最终推动汽车产业的电
动化,车桥产品作为整车的重要
零部件,也将紧随整车电动化的
发展趋势。

本文发布于:2024-09-20 14:21:38,感谢您对本站的认可!

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