新能源汽車用鋰電池組核心檢測技術設備及標準研究

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新能源汽車用鋰電池組核心檢測技術設備及標準研究新能源汽車用鋰電池組工作中，由電池管理系統（Battery Management System,BMS）對其工作狀態進行監測和能量管理。

目錄

1、課題來源與背景

本課題為四川省科技廳科技計劃項目；

2、研究目的與意義

2.1 研究目的

新能源汽車用鋰電池組工作中，由電池管理系統（Battery Management System,BMS）對其工作狀態進行監測和能量管理。其中荷電狀態（State of Charge,SOC）估算是否準確決定了BMS的有效性。由於新能源汽車用鋰電池組工作對象安全性要求高、工況複雜和需要直接獲得成組工作下的SOC值等特點,現有安時積分和開路電壓相結合的方法，無法解決新能源汽車用鋰電池組應用中的SOC精確估算問題。因此，本項目為提高新能源汽車用鋰電池組的SOC估算精度,開展成組等效建模和SOC估算研究。

2.2 研究意義

項目研究實現了新能源汽車用鋰電池組一致性自動化檢測，確保了鋰電池組出廠和使用過程中的質量,將會促進鋰電產業在更多領域的發展與應用。

3、主要論點與論據

本項目以現有鋰電池單體SOC估算方法為基礎，針對新能源汽車用特殊工況特點，開展成組等效建模和SOC估算研究，主要開展以下研究內容:

（1）為獲得新能源汽車用鋰電池組的工作特性，研究鋰電池組的工作機理，分析外部特性參數與影響估算精度較大的因素之間的關係，探索電壓、電流等隨充放電電流倍率、溫度和循環次數等參數的變化規律，獲得了新能源汽車用鋰電池組的工作特性。

（2）針對新能源汽車用鋰電池組的工作特性準確描述問題，提出了複合等效電路建模思路。

（3）為提高計算效率和降低非線性處理中高次項捨棄帶來的估算誤差，提出精簡粒子無跡卡爾曼濾波算法。

（4）針對新能源汽車用鋰電池成組工作中單體間一致性差異、溫度、電流倍率和老化等關鍵因素影響的修正問題,將平衡狀態引入單體間一致性差異的數值化描述和SOC估算的修正過程。

（5）為驗證SOC估算效果的有效性，搭建新能源汽車用鋰電池組實驗測試平台，並進行不同模擬工況下的實驗分析。根據新能源汽車用鋰電池組工況需求，設計實驗驗證條件和步驟。選取典型新能源汽車用鋰電池組樣本，開展分階段、複雜變時段、不同噪聲狀況和平衡狀態影響下的模擬工況實驗，驗證SOC估算模型的準確性以及各項參數的修正和調節能力。

4、創見與創新

（1）項目針對鋰電池組SOC估算需求，首次提出採用精簡粒子無跡卡爾曼濾波方法（RP-UKF）進行鋰電池荷電狀態的在線估計，實現了鋰電池組SOC值的遞歸計算,具有較高的精度與跟蹤性。

（2）項目研製的用鋰電池組一致性檢測原理樣機，實現了鋰電池組一致性檢測過程的自動化和系統化,解決了新能源汽車用鋰電池組一致性檢測的難題。

5、項目研究成果

5.1工作成果 研製新能源汽車用鋰電池組一致性檢測原理樣機一套，主要的技術參數電流檢測精度達±0.5%,鋰電池組總電壓檢測精度達±0.13%,單體電壓檢測精度達±0.4%,容量檢測精度達98%，鋰電池組一致性檢測精度。