鋰電池管理系統的估計和控制算法研究

《鋰電池管理系統的估計和控制算法研究》是依託浙江大學，由劉之濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：鋰電池管理系統的估計和控制算法研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：劉之濤
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

本項目的研究對象是鋰電池管理系統。通過研究鋰電池的估計和控制算法，構建一套完善的鋰電池管理系統的設計方法，提高鋰電池的能源利用率，安全性及電池的壽命。.鋰電池管理系統的主要功能包括：鋰電池荷電狀態（SOC）和健康狀態(SOH)估計和監測，單體鋰電池間的均衡控制（Cell balancing），鋰電池組的充放電控制策略及鋰電池組的熱管理。由於系統的分析和綜合的複雜性，現有的研究成果主要集中在鋰電池的電路等效模型和數學統計模型的估計和控制上。而本項目將從鋰電池的電化學原理出發，針對鋰電池的電化學反應動力學模型，利用非線性的估計和控制算法- - backstepping，建立基於偏微分方程的鋰電池荷電狀態SOC的觀測器和均衡控制器，提高鋰電池荷電狀態(SOC)的估計精度，並在此基礎上進一步研究鋰電池的充放電控制策略，提高鋰電池的充放電效率，同時最佳化鋰電池的熱管理方法，提高鋰電池的安全性和使用壽命。

結題摘要

在新能源汽車的發展過程中，鋰電池管理系統具有重要的研究意義，通過有效的管理和控制，可以使得電動汽車中動力電池性能，安全性及使用壽命都得到提高。其中，鋰電池荷電狀態SOC和健康狀態SOH估計與監測，單體鋰電池間的均衡控制Cell balancing，鋰電池組的充放電控制策略及鋰電池組的熱管理是鋰電池管理系統中的主要功能，國內外對這些問題研究很重視。我們針對這些問題進行了深入研究。首先，我們從鋰電池的電化學角度出發，研究了鋰電池的電化學反應動力學模型，獲得了相關的研究成果。其次，由於鋰電池是複雜的非線性系統，因此針對非線性系統的特性，我們建立了基於backstepping的相關估計和控制理論算法，獲得了相關的重要研究成果。最後，我們將得到的非線性估計和控制方法套用到鋰電池管理系統中，獲得了很好的效果。