【摘 要】目前，新能源汽車行業(yè)已經成為汽車行業(yè)發(fā)展起來的新興產業(yè)。當前，環(huán)境問題日益嚴峻，國家已經把環(huán)境治理定為一項基本國策，在這個發(fā)展形勢下，新能源汽車行業(yè)突起，目前已經投入汽車市場，發(fā)展前景大好。新能源汽車主要依靠動力電池來發(fā)動，與傳統(tǒng)汽油汽車不同，新能源電動車不僅環(huán)保，而且壽命長、安全性能較高，重量輕。論文針對車載動力電池荷電狀態(tài)監(jiān)測方法以及健康狀態(tài)監(jiān)測方法進行了探究，僅供參考。

　　【關鍵詞】車載動力電池;健康狀態(tài);監(jiān)測;控制

　　1 引言

　　電動汽車主要由電機、電池和電控三大部分組成。其中，動力電池屬于核心部件，動力電池的健康狀態(tài)直接決定著電動汽車能否正常行駛，對動力電池的健康狀態(tài)進行監(jiān)測與控制，是對電動汽車做安全管理的基本內容，而對動力電池的健康狀態(tài)監(jiān)測包括多個方面的內容，如電壓、電流、溫度等，這些條件的監(jiān)測是最基本的。

　　2 目前市場的車載動力電池

　　目前，電動車市場上有多種動力電池，常見的有磷酸鐵鋰電池、鋰電池、鎳氫電池、高鐵電池、電容電池、燃料電池。每款電池都分別有它的優(yōu)缺點，磷酸鐵鋰電池的主要優(yōu)點是安全性能高、使用壽命長、大容量、重量輕、環(huán)保，而它的缺點是能量密度較低，材料的制備成本與電池的制造成本較高。鋰電池在生活中是非常常見的一種電池，它的優(yōu)點是能量高、使用壽命長，在使用過程中不會產生任何有害物質，不僅應用于電動汽車，在生活中也應用到多個方面。鋰電池的應用雖然廣泛，但是安全性能低、成本高。鎳氫電池電動汽車最大的優(yōu)勢就是續(xù)航里程長，放電平穩(wěn)，它的缺點是具有“記憶效應”，過度充電或者放電都會衰減動力電池的使用壽命，而在實際電動汽車中，廠商會在安全系統(tǒng)的設置上主動避免過度充放電。高鐵電池的主要優(yōu)點是體積小、重量輕、壽命長、無污染，但是生產高鐵電池過程中對工藝要求非常高，如果生產過程出現(xiàn)任何問題，將會影響到電動汽車的正常使用。電容電池最大的優(yōu)點就是可以反復充放電數(shù)十萬次，壽命也比普通的化學電池要高很多，但它最大的缺點就是能量密度很低。燃料電池是將燃料和空氣分別送進燃料電池，就能夠生產出電來，它的優(yōu)點是能量轉換效率高，具有很強的過負載能力，缺點是燃料電池造價偏高，碳氫燃料無法直接利用等。每種動力電池各有各的優(yōu)勢與缺點，也應用于各種電動汽車的使用，根據購買者的需求和各種綜合評價來選擇最適合的一款電動汽車。

　　3 車載動力電池健康狀態(tài)監(jiān)測的重要性

　　電池老化是電動汽車使用中最常見的一種，電池種類多種多樣，其內部結構也非常復雜，在行駛過程中如果出現(xiàn)任何問題，將會嚴重影響電動汽車的正常行駛，嚴重時還會發(fā)生嚴重的車禍。目前，已經有了動力電池健康狀態(tài)監(jiān)測與控制體系技術，它能夠對電池性能、狀態(tài)信息進行實時監(jiān)測并且分析影響電池性能不斷發(fā)展變化趨勢，當系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)動力電池可能會出現(xiàn)嚴重的故障時會立刻報警。電池都是有一定壽命的，使用時間過長，電池發(fā)生老化，在行駛過程中很容易發(fā)生故障。因此，對于電動汽車動力電池的健康狀態(tài)進行監(jiān)測和控制來說是非常重要的，它在一定程度上可以保證電動汽車的安全性，同時對動力電池進行全方位的實時監(jiān)測，也讓電動汽車在行駛過程中的安全性更高。

　　4 車載動力電池荷電狀態(tài)監(jiān)測方法

　　4.1 安時積分法

　　動力電池荷電狀態(tài)的監(jiān)測，稱為SOC，安時積分法屬于開環(huán)工作模式，通過計算采樣電流對時間的積分得到實時的電池SOC，人們可以根據得到的電池荷電狀態(tài)進而判斷電池的運行狀態(tài)。但是這種方法的應用也有一定的局限性，這種方法短時間內能維持較高的精確度，但是隨著電池使用時間過長，測試電流的誤差累計過多，該種方法的精確度會有所下降。

　　4.2 特征參量法

　　電池的特征參量法通常是電池的開路電壓和內阻，而特征參量法通過測量電池的開路電壓來得到對應的荷電狀態(tài)監(jiān)測值，但是在應用的過程中電池的開路電壓非常難測量出，需要靜置很長的時間才可以得到該數(shù)值，且數(shù)值會存在很大的誤差。該種方法在實際應用中非常少，是因為測試設備昂貴，且測試過程非常復雜，因此應用較少。

　　4.3 數(shù)據驅動法

　　該種方法通過數(shù)據驅動的方法對電池荷電狀態(tài)進行監(jiān)測，再應用到電池狀態(tài)估計中。這種方法很大程度上是依靠電池訓練數(shù)據的有效性和全面性，但是隨著電池的持續(xù)應用，電池的訓練數(shù)據在不斷變化，同時訓練數(shù)據也會慢慢失效，影響電池荷電狀態(tài)的判斷。

　　4.4 基于多種方法融合的估計方法

　　這種多種方法融合的估計方法屬于閉環(huán)工作模式，這種估計方法融合了前幾種SOC測量方法，將幾種方法的優(yōu)勢與弱勢有效融合在一起，可以發(fā)揮最大的監(jiān)測作用，能夠有效地對動力電池的荷電狀態(tài)進行監(jiān)測。這種方法應用廣泛，而對于這種方法的應用研究還在不斷繼續(xù)，使其更加完善與多樣化，能夠監(jiān)測到多種電池的荷電狀態(tài)。目前，該方法中最具有代表性的有自適應擴展卡爾曼濾波技術、雙擴展卡爾曼濾波技術等。

　　5 車載電池健康狀態(tài)監(jiān)測方法

　　5.1 直接放電法

　　車載動力電池健康狀態(tài)監(jiān)測，即SOH估計方法。首先是直接放電法，該方法利用負載對電池健康狀態(tài)進行監(jiān)測，但是該方法的操作過程非常復雜，且需要在離線狀態(tài)下才能監(jiān)測，而對于電動汽車來說是需要進行實時監(jiān)測的，因而該方法并不具有實際意義。

　　5.2 測量內部阻抗法

　　動力電池的健康狀態(tài)可以用歐姆內阻的關系式來表達，通過測量計算得到的歐姆內阻可以用來判斷動力電池的健康狀態(tài)。

　　5.3 電化學阻抗分析法

　　該方法又被稱為EIS分析法。該種方法的主要思想是通過向被測量電池施加多個正弦信號，利用模糊理論得到的數(shù)據信息進行分析，可以用來預測電池的老化程度，該種方法的特點是測量結果很準確。但是同樣的，該種方法需要利用大量數(shù)據作為支撐，在實際測量分析環(huán)境中，很難得到這么多的數(shù)據，因而這種方法在實際工作中并沒有很大的實用性。

　　5.4 化學分析法

　　很多動力電池都是依靠化學電解質來產生電能的，具有代表性的應當是鋰電池。因此，這類電池的健康狀態(tài)主要是通過測量電解液密度變化值來估計電池健康狀態(tài)的。但是這種方法的應用必須要破壞電池中的內部結構，經過破壞后電池無法再繼續(xù)使用。因而，化學分析法的應用在實際生活中并不切實際，應用很少。

　　5.5 現(xiàn)代估計方法

　　現(xiàn)代估計方法主要是指對電池的健康狀態(tài)進行定性定量分析，常見的應用算法主要有卡爾曼濾波算法、神經網絡算法、模糊邏輯算法等。通過這種算法得出的數(shù)據都較為精確，能夠實際地判斷出動力電池目前的健康狀態(tài)。因此，這種方法在實際應用中非常常見，成為使用率較高的一種測量方法。

　　6 結語

　　電動汽車作為新能源汽車的一種，自上市以來就受到了我國各界的廣泛關注，新能源汽車的研究開發(fā)與應用意味著傳統(tǒng)汽車暴露出的不足與劣勢。傳統(tǒng)汽車利用的都是汽油，汽油燃燒所生成的廢氣中二氧化碳含量最高，過量的二氧化碳造成的溫室效應，使得全球氣溫升高，冰川融化，空氣環(huán)境質量讓人愈來愈擔憂。近年來，人們已經體會到了環(huán)境污染帶來的后果。因此，將更多精力與時間放在環(huán)境的治理上，以及新能源的開發(fā)應用上。很明顯，新能源的開發(fā)應用是成功的，新能源是指再生能源，如太陽能、電能、光能、風能等，利用大自然中的自然現(xiàn)象將其轉化為人們可應用的能量。電動汽車中應用的電池，就是利用多種方式轉化為電能，電力將成為電動汽車的主要能源。同傳統(tǒng)汽車需要定期保養(yǎng)一樣，電動汽車的電池也需要定期進行更換和檢查，就是判斷電池的健康狀態(tài)。正常情況下，電池都是有一定壽命的，電池過于老化會影響到行車安全。因此，電動健康狀態(tài)的實時監(jiān)測與控制是有必要的，本文也研究了多種監(jiān)測方法，有效保證動力電池的健康狀態(tài)是電動汽車行駛的最大保障。

　　【參考文獻】

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