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纯电动汽车电池管理系统的开发与设计
| 论文题名： | 纯电动汽车电池管理系统的开发与设计 |
| 关键词： | 电动汽车;电池管理系统;软件设计;硬件设计;模块功能 |
| 摘要： | 随着经济和科技的迅猛发展，人类的物质生活日益丰富，但环境污染和能源短缺等问题随着而来，并且越发严重，甚至威胁到整个地球的生态安全。在汽车行业中，为了解决燃油汽车的天然缺陷，以特斯拉为代表的纯电动汽车应运而生，并以其结构简单、零排放、噪声小、能源利用率高等优点，将迅速占领未来汽车市场发展的制高点。 作为电动汽车的核心部件—电池管理系统，不仅可以实时采集、监控和显示电池单元的电压、温度、电流等参数，并根据所采集到的参数估算出剩余电量SOC，而且可以对异常电池进行报警保护，并将故障信息上传给整车控制器，从而提高车用电池组的安全性，一定程度上降低纯电动汽车的运行成本。 本课题主要对纯电动汽车电池管理系统进行了研究，首先通过对车用锂离子电池的分析，尝试性地设计了该系统的整体架构，然后基于此架构进行了包括采集均衡模块、主控模块、显示模块等方面的硬件设计和基于μC/OS-Ⅲ实时操作系统的软件设计，最后对所设计的软硬件进行系统调试，验证其稳定性和可靠性。具体所完成的工作包括以下几个方面: (1)电池管理系统总体设计:对所选电池单体NCR18650PF型锂离子电池进行了单体电压特性、温度特性、放电容量与开路电压关系特性等方面的研究，并根据其工作特性，分析了电池管理系统所需的功能，并确定了电池管理系统的基本架构。 (2)电池管理系统硬件设计:根据电池管理系统的总体方案，完成了各个模块的划分和设计，包括采集均衡模块，电流采集模块和主控制模块的硬件电路设计（电气原理图的设计、电子元器件的选型和印刷电路板的制作），LCD显示模块的UI设计以及充放电保护模块的器件选型与电路设计。 (3)电池管理系统软件设计:在硬件设计的基础上，完成了基于μC/OS-Ⅲ的电池管理系统软件设计，主要包括在主控芯片STM32F103VET6上进行系统实时内核的移植和相关应用软件的开发，其中应用软件由初始化启动任务，电池电压、温度采集任务，电流采集任务，充放电控制任务，热管理控制任务，均衡控制任务等任务模块构成。 (4)系统调试和结果分析:在完成软硬件开发后，借助相应的硬件设备（动力锂离子电池、万用表等）验证了电池电压采集的精度，温度采集的可靠性和LCD显示的及时性。 |
| 作者： | 陶锋 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈南 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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