电动汽车电池剩余电量SOC估计算法的研究(2)
3.2 Ah计量法 11
3.3开路电压法 11
3.4线性模型法 12
3.5卡尔曼滤波法 12
3.6小结 12
4 按电池工作特性分阶段计算SOC 13
5实验仿真 15
5.1建立电池模型 15
5.2开路电压法模型 15
5.3卡尔曼滤波算法仿真模型 17
结论 22
致谢 23
参考文献 24
1 引言
1.1 电动汽车技术研究背景
汽车的发展大大的方便了人们的日常出行，但也引起了地球资源的巨大消耗。在世界经济不断发展的今天，人们对能源的需求从未像现在这样强烈，但能源的消耗其本身就存在看似不可调和的矛盾。一方面人们为了发展经济，需要消耗大量能源；另一方面，以石油、煤炭为主的矿石能源属于不可再生能源，尽管目前其储量能够满足人们的需求，但是消耗殆尽是在所难免的；更为重要的是，矿石燃料的使用同时也伴随着氮氧化物，大量二氧化碳的排放，由此造成的温室效应正改变着全球的气候条件和生态环境，人类的生存和发展也遭受了前所未有的挑战。
基于以上情况，寻找替代矿石燃料的可再生的、清洁的能源成为了十分紧要的任务。近年来，新型能源已开始逐渐走上历史舞台，新能源在人们生活和生产中扮演的角色逐渐由配角向主角过渡。特别是乘用车作为石油消耗的大户，为其寻找汽油的替代品正被越来越多的国家和大型跨国企业所重视，发展电动车技术也逐渐上升到国家战略层次的高度[1]。
电动汽车一般分为三类：蓄电池电动车（Battery Electric Vehicle,BEV)、燃料电池电动车（Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)和混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle,HEV)[2]。不管是何种电动汽车，管理电动汽车的动力电源是技术攻关的重点。电动汽车性能的好坏极大的受到电池管理系统的影响。电池管理系统的作用是电源的输入与输出状态[3]。电池有着各自的不足，例如使用寿命短、存储能量少、SOC难以估算等。
电池的管理系统可以保护电池，反馈电池状态，从而高效长久的使用电池。主要表现为以下几方面：
（1）实时反馈SOC状态；
（2）实时反应电池的温度等状态；
（3）调节电池组间电压的不同。
总之，准确估计电池的剩余电量对于电动汽车的发展十分重要。
1.2 电池剩余电量的定义
电池在一定条件下所放出的电量就是电池容量，通常以安时（Ah）为单位[4]。通常用SOC来表示电池的剩余电量。其定义是：在一定放电率条件下，剩余电量与相同条件下额定容量的比值[5]：
(1-1)
其中，Qr表示剩余电量，QI表示恒定电流I放电时的电池容量。电池的剩余电量可定义为：
（1-2）
其中，Qt表示电池已用电量。
(1-3）
其中，k表示的是在不同放电倍率下，消耗电量的参数。