2013-30电动汽车电池测试系统建模与仿真

电动汽车电池测试系统建模与仿真

俞聪，姚维，王子敬

(浙江大学 电气工程学院 杭州 310027)

摘要：针对电动汽车运行过程中产生的谐波会造成电池放电不均匀及使用寿命减短的问题，为了快速地测试不同电感电容对直流母线谐波的抑制效果，在Simulink下搭建了以电池模型为核心的电池测试系统模型。通过对现有的三种常用的电池等效电路模型的对比和二阶RC模型的分析，详细描述了电池二阶RC模型中各个部分的作用，采用电池实际放电时采集的数据，通过最小二乘法对电池开路电压与SOC之间非线性关系进行了曲线拟合，同时对等效电路中的电阻电容参数进行了辨识。介绍了矢量控制算法的原理并采用该控制算法对电机驱动系统进行了建模。最后建立了整个系统的模型，并设计了两个实验进行验证，实验结果表明所建立的模型得到的数据与实际系统得到的数据相似，是可用来仿真实际电路的。 关键词：电池建模；电动汽车；参数辨识；

中图分类号：TP

Modeling and Simulation of the Battery in Electric Vehicle Battery Test System

Cong Yu, Wei Yao, Zijing Wang

(College of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310027, China)

Abstract：Aiming at the problems of unbalanced battery discharge and battery life shortened caused by the harmonic generated when electric vehicle is running, in order to test the harmonic of the DC current with different inductors and capacitors quickly, a test system model based on battery model is established in Simulink. Three kinds of popular equivalent circuit model of battery are introduced and compared with the second-order RC model analyzed. The effect of each part of the second-order RC model based on test data is described, and the curve fitting of the nonlinear relationship between OCV and SOC by the method of least squares as well as the method to identify the RC parameters is presented in detail. Vector control algorithm is introduced which is used in the modeling of motor drive system. At last, the model of the whole system is established, and two tests are designed. The results indicate that the data obtained by the model is quite near to the real system, so it can be used to simulate the resistance and inductance value of real circuit.

Keywords: battery modeling; Electric Vehicle; parameter identification;

0 前言

随着全球经济的高速发展以及能源环保的问题

等的日益突出，传统的内燃机汽车已经无法满足节

约能源，绿色环保的要求，电动汽车以零排放和低

噪声等优点成为节能环保汽车发展的主要方向之

一 [1] 。 会对直流侧电流造成影响，产生较大的电流谐波。电动汽车中的驱动器与通用的变频器不一样，其直流电直接由电池提供，若不加以抑制和预防，谐波会导致电池的放电不均匀，对电池寿命及发热造成影响。电路中的滤波电路可抑制电流的谐波，故搭建了一个电池测试平台来测试最佳电感电容组合，以及不同种类的电容对谐波的抑制效果[2]。由于实

际的测试中需要频繁地更换电容电感，测试耗时耗

力，在Simulink下搭建了测试系统模型可以快速地然而电动汽车的发展才刚刚起步，还有很多问题亟待解决。众所周知，变频器驱动三相异步电机

时，由于变频器中功率元件的开关，电机的换向等

作者简介： 俞聪（1988-），男，浙江诸暨人，主要从事汽车电子和电动汽车方向的研究.Email:yucong35@zju.edu.cn

姚维（1966-），男，浙江杭州人，副教授，主要从事汽车电子与电机控制方向的研究. .Email:yaowei@cee.zju.edu.cn

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