Study of High Voltage Li-ion Batteries Equalization Technologies for Hybrid Electric Vehicle 黃嘉賢、張舜長
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ABSTRACT
The purpose of this study for high voltage lithium batteries running in series-connected. Because of the batteries’s charge or discharge characteristics, degree of aging, and increase the number of times to employ that result in the electricity unbalance and make overcharge or deep discharge, so can not fully utilize the save power of battery, even shorten the life of battery and affect the detection accuracy of SOC. In order to improve the tandem battery life and accuracy of estimated SOC. This study is divided into three parts：(1) To develop a suit lithium battery performance experimental platform for different discharge conditions and contextual temperature, data record for charge and discharge process analysis of battery to constitute database of lithium battery performance by relations of multi-input and output to establish neural network lithium battery model for estimate the lithium battery capacity. (2) To set battery’s performance and model parameter, establish lithium battery RC model that arrange in groups from ADVISOR built-in state of Hybrid Electric Vehicle road trip with series-connected batteries by real vehicle simulation. (3) To develop one of series-connected batteries equalization mechanism, run in four lithium batteries in series-connected doing charge, stand and discharge from pattern equalization model so that each battery have the same capacity. In this study, to upgrade errors of lithium battery capacity control estimation within ±1 %. By simulation of ADVISOR Hybrid Electric Vehicle that can reduce the cost of real vehicle experiment. Series-connected batteries equalization that avoid to happen overcharge or deep discharge conditions and upgrade estimation accuracy of SOC for series-connected batteries.
Keywords : Series-connected batteries equalization、Battery performance、Neural network Table of Contents
博碩士論文暨電子檔案上網授權書...iii 中文摘要...iv
ABSTRACT...v 誌謝...vi 目錄...vii 圖 目錄...x 表目錄...xv 符號說明...xvi 第一 章 緒論...1 1.1 前言...1 1.2 文獻回顧...4 1.2.1 控 制策略與能量管理系統之探討相關研究...4 1.2.2 電池模型之探討相關研究...5 1.2.3 電池殘電量之探討 相關研究...5 1.2.4 類神經網路與電池健康狀態之探討相關研究...7 1.2.5 電池等化之探討相關研
究...8 1.3 研究動機與目的...9 1.4 研究步驟...10 1.5 論文架 構...11 第二章 鋰電池應用於複合電動車輛介紹...13 2.1 複合電動車輛介
紹...13 2.2 鋰電池之類神經網路模型[38]...15 2.3 鋰電池之RC模
型...17 2.4 ADVISOR之複合電動車輛模擬[43]...20 2.5 串聯鋰電池電量等化及影 響...23 2.6 串聯電池等化電路介紹[29]...25 2.6.1 消耗型電池等化電路...25 2.6.2 非消耗型電池等化電路...27 2.6.2.1 升壓型轉換器電池等化電路...27 2.6.2.2 切換電容式電 池等化電路...28 2.6.2.3 雙向直流轉換器電池等化電路...30 2.6.2.4 集中式變壓器電池等化電 路...31 第三章 鋰電池性能檢測平台...33 3.1 鋰電池性能實驗平台設備...33 3.1.1 實驗對象...33 3.1.2 充電設備...35 3.1.3 放電設
備...37 3.1.4 HIOKI-3560電池測試器...38 3.1.5 恆溫恆濕機
櫃...40 3.2 鋰電池性能檢測實驗平台...42 第四章 鋰電池組電量等化技
術...45 4.1 串聯鋰電池電壓偵測模組...45 4.2 切換式充電等化模組...46 4.3 電容式靜置等化模組...49 4.4 電容式放電等化模組...52 第五章 實驗結果與分
析...55 5.1 鋰電池電容量定義...55 5.2 鋰電池健康狀態定義...56 5.3 不同放電電流檢測實驗...56 5.4 鋰電池環境溫度檢測實驗...61 5.5 鋰電池定電流1 C放電檢 測實驗...66 5.6 類神經鋰電池模型建立...73 5.7 鋰電池RC模型建立...77 5.8 串聯多顆鋰電池RC模型模擬...79 5.9 ADVISOR複合電動車輛模擬...80 5.10 切換式充電 等化模組結果...84 5.11 電容式靜置等化模組結果...88 5.12 電容式放電等化模組結
果...91 第六章 結論與建議...97 6.1 結論...97 6.2 建議事項與 未來研究...98 參考文獻...99
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