基于dSPACE的铅酸蓄电池SOC估计.pdf

第45卷第5期
电力电子技术
ol.45,No.5
2011年5月
Power Electronics
May 2011
ay
基于 DSPACE的铅酸蓄电池SOC估计
张金龙,夏超英
(天津大学,自动化学院,天津300072)
摘要:首先通过大量实验测试,对处于不间电池荷电状态(SOC)下铅酸电池的等效模型参数进行了辨识,使传
统的恒定参数电池模型得以改善。建立了基于数字信号处理和控制系统( DSPACE)的SOC估算测试平台,以
DSPACE充当快速控制原型对铅酸电池进行SOC实时估计。此处给出了详细的SOC估计算法,以及基于 DSPACE
试验平台的开发流程,并进行了一系列半实物实验测试,取得了较满意的实验结果。
关键词:铅酸电池;参数辨识;电池荷电状态
中图分类号:TM911
文献标识码:A
文章编号:1000-100X(2011)05-0081-03
State of Charge Estimation of VRLA Battery Based on DSPACE
ZHANG Jin-long, XIA Chao-ying
Tianjin University, Tianjin 300072, China)
Abstract: Euivalent model parameters of valve regulated lead-acid battery under different state of charge($0C)are iden
tified through massive experimental tests, so the battery model with constant parameter is improved. Then, a SOC test
platform based on digital signal processing and control engineering(SPACE) is established, and battery SOC is es
timated in real time using SPACE as a rapid control prototype(RCP). The SOC estimation algorithm is given clearly
development process of the platform is described, a series of semi-physical simulation tests are conducted and the re
sults tend to be satisfactory
Keywords: valve regulated lead-acid battery; parameter identification; state of charge
1引言
确得出电池的实际电动势e,便可由e-SOC关系
环境和能源是当今世界面临的两大难题,因曲线得到任意时刻的SOCc。当然,为了实现此目
此各国都大力开发可再生能源,这对汽车行业尤标,必须首先提取出准确的e-SOC曲线,并辨识出
为重要。目前铅酸电池正广泛应用于电动汽车/混准确的等效模型参数值。
合动力汽车系统中,因此可靠而有效的电池管理
这里主要研究电动势法,首先结合测试数据
系统(BMS)显得十分必要。BMS是电池应用设冬运用统计分析得到电池模型中各个参数随S0C
的重要组成部分,其主要功能就是实现对电池组変化的特性,实现了参数动态调整,从而改誓了「基
SOC的估计。
于恒定参数的等效模型。建立基于 DSPACE的蓄
目前比较常用的SOC估计方法有安时计量电池SOC估计平台,以 DSPACE作为快速控制原
法、开路电压法或称电动势法、神经网络法以及型实现了铅酸电池SOC的在线估计,并给出半实
Kalman滤波方法等。从工程实现角度考虑,前物实验测试的结果。
两种方法最容易实现。但安时法无法克服工作电2电池模型的建立
流检測误差在SOC估计结果中的累积,此外,它
目前等效电路模型中比较典型的是 thevenin
不能适应电池实际可用容量的变化。由于电池在电池模型,如图1所示。
使用过程中必然会发生老化并导致实际可用容量
减小,因此若安时法中采用固定容量则其所产生
的误差将越来越大。而对电动势法而言,只要能准
图1 Thevenin模型
定稿日期:2010-11-02
作者简介:张金龙(1983-),男,河北保定人,博士研究生
该模型由欧姆电阻n1、极化电阻2、极化电容
研究方向为电池管理系统、数字信号处理。
C以及表征电动势e组成。等效电路模型物理意
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