电动汽车电池非线性等效电路模型的仿真研究与验证

本文档深入探讨了电动汽车电池非线性等效电路模型的研究，针对电动汽车系统仿真的需求，作者林成涛、仇斌和陈全世来自清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，他们在2006年第一期的《汽车工程》杂志上发表了这项研究成果。他们提出的模型旨在捕捉电池特性在状态-of-charge (SOC) 和温度变化下的非线性影响，这对于精确模拟和预测电池性能至关重要。 论文首先明确了模型设计的目标，即为电动汽车电池提供一个能反映实际工作条件下电池行为的数学模型。研究者设计了一套电池测试方案和数据处理方法，使用Matlab/Simulink工具进行建模。他们构建了两种模型，分别是针对电流输入和功率输入的镍氢电池组模型，这两种模型在实际应用中的关键性在于能够准确地模拟电池的动态响应，确保电动汽车的动力系统仿真结果具有高度可靠性。 在验证环节，作者进行了1372秒的FUDS（Fast Urban Drive Schedule，快速城市驾驶循环）实验。实验结果显示，两种模型在最大电压预测上的误差分别控制在电池组额定电压的1.02%和1.39%，这表明它们在电动汽车系统仿真中的精度达到了研究者设定的要求。这样的误差水平对于电动汽车的设计优化、电池管理和故障诊断来说是可接受的，因为它允许工程师在有限的误差范围内进行有效的系统设计决策。 这篇论文为电动汽车电池的建模提供了重要的理论支持和技术手段，对于提升电动汽车的性能、安全性和能效具有实际意义。它强调了电池模型的非线性特性考虑以及实际测试数据在模型参数确定过程中的重要性，为后续的电池管理算法和电动汽车系统设计提供了科学依据。