純電動車只利用車載電池作為車輛行駛時的唯一動力來源，為有效率運用有限的電能，因此需要一個完善的電池能量管理系統，在車輛的性能與行駛續航力間取得一個平衡點。本論文著重在車載電池的電量估測，一個準確的電量估測能使車載電能管理系統，在不危害行車安全的前提下將有限的電池能量發揮最大的利用。
本論文提出修正型有載電壓法結合多階波依卡特方程式作為電動車車載磷酸鋰鐵電池初始即殘餘電量估測之用。本研究利用電子負載模擬電動車正常工作之行為模式，並利用多種電量估測方法對車載電池進行即時電量估測。初始電量的估測比較開路電壓法、修正型有載電壓法；累積電量的估測比較庫倫法、波依卡特效應修正庫倫法及多階波依卡特方程式。根據實驗之結果比較各電量估測法之優劣強弱，最後提出適用磷酸鋰鐵電池的即時電量估測方式。

Battery is the sole electrical energy source when electric vehicle(EV) is moving.
To reduce traveling anxiety, an effective energy management system to indicate the state-of-charge (SOC) of the battery and make a balance between vehicle performance and endurance is very important. This research is aimed to develop a SOC estimation system with high accuracy. The proposed method in this thesis is based on under load voltage and multilevel Peukert's equation to estimate the SOC.
The proposed method is compared with the open circuit voltage method for initial SOC estimation and with coulometric method for cumulative SOC estimation under various EV driving conditions simulated by an adjustable electronics load. Experimental results indicate that the proposed method can provide reasonable accuracy as compared with other tested methods for LiFePO4 battery SOC estimations.

論文審定書 I
誌謝 II
摘要 III
目錄 V
圖目錄 VII
表目錄 X
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 電動車簡介 2
1.3 電動車充電站簡介 7
1.4 論文架構 9
第二章 二次電池充電法則及殘電容量估測方法 10
2.1 電動車電池選擇及比較 10
2.1.1 鉛酸電池 10
2.1.2 鎳氫電池 12
2.1.3 鋰離子電池 13
2.1.4 電池等效模型 16
2.2 二次電池的充電方法 21
2.2.1 定電壓充電法 21
2.2.2 定電流充電法 22
2.2.3 定電流/定電壓充電法 23
2.2.4 脈衝電流充電法 25
2.2.5 充電法 25
2.3 電池容量估測法 27
2.3.1 比重法 27
2.3.2 Coup de Fouet 法 28
2.3.3 開路電壓法 29
2.3.4 有載電壓法 31
2.3.5 阻抗量測法 32
2.3.6 庫倫法 33
第三章 磷酸鋰鐵電池充放電特性與殘電容量估測方法 35
3.1 磷酸鋰鐵電池充電、放電特性 35
3.1.1 磷酸鋰鐵電池充電特性實驗 35
3.1.2 磷酸鋰鐵電池以不同電流放電分析 40
3.2 本論文所提出之磷酸鋰鐵電池初始電量估測 44
3.2.1 初始電量估測-開路電壓法 45
3.2.2 初始電量估測-修正型有載電壓法 48
3.3 本論文所提出之磷酸鋰鐵電池累計電量估測 56
3.3.1 波依卡特效應修正庫倫法 57
3.3.2 多階波依卡特方程式 65
3.4 電池電量估測誤差的種類與成因 70
第四章 磷酸鋰鐵電池殘餘電量估測結果與分析 73
4.1 用於磷酸鋰鐵電池之初始電量估測法比較 73
4.2 殘餘電量估測-單一放電循環 (工作模式一) 77
4.3 殘餘電量估測-多次不完整充電、放電循環(工作模式二) 90
4.4 殘餘電量估測-電動車負載模擬(工作模式三) 95
4.5 串聯型電池模組充放電實驗 110
第五章結論與未來研究方向 116
5.1 結論 116
5.2 未來研究方向 117
參考文獻 118

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