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纯电动汽车磷酸铁锂电池管理系统设计
| 论文题名： | 纯电动汽车磷酸铁锂电池管理系统设计 |
| 关键词： | 纯电动汽车;磷酸铁锂电池;系统设计;绝缘检测;SOE估算 |
| 摘要： | 近年来，随着汽车工业的快速发展，传统汽车保有量的持续增长加速了化石能源的消耗并带来严重的尾气污染。纯电动汽车凭借其零排放、低能耗、低噪音、便于维修等特点，已成为未来汽车的发展方向。磷酸铁锂电池具有高能量密度、高输出功率及良好充放电特性等优势，被认为是目前最适合作为纯电动汽车的动力源。由于磷酸铁锂电池组在使用的过程中，需进行电池组状态评估、电池间电压均衡、安全管理等，因此一套良好的电池管理系统对整个电池组安全及其性能发挥具有重大意义。 本文根据实际使用情况对系统功能进行规划，确定系统结构为高度一体化集成型，并对系统关键技术进行分析设计，包括：通过对磷酸铁锂电池特性及现有 SOC估算方法进行研究分析，提出一种基于功率积分估算电池能量状态SOE的算法，以此替换电池组 SOC值；在电池组状态信息采集方面，利用LTC6803-4实现电池组电压、温度采集，通过开环型霍尔电流传感器、结合运放电路及数字滤波处理完成高精度电流转换；在信息交互方面，通过规划CAN总线通信协议实现与各类车载设备通信；利用电池组与车身电路模型完成电池组与车辆间的绝缘检测；根据电池状态信息及绝缘检测结果，对多个电磁继电器进行控制，实现系统的热管理及安全控制管理；采用被动均衡策略实现电池电压间的均衡。最终完成电池管理系统的软硬件的设计、编写。 通过搭建快速充放电平台，对电池管理系统软硬件进行联合调试、测试，相关实验数据及现象表明：系统在电池电压、温度、电流采集的精度较高，SOE值估算误差控制在5％以内，CAN总线通信稳定，均衡效果明显，热管理及安全控制方法可靠。最后，将系统进行实际装车测试，结果表明SOE可准确表征电池组能量状态，并可预测车辆行驶里程。经过将近3000KM的实际测试，各功能模块运行可靠稳定，达到预期设计效果。 |
| 作者： | 吴刚 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 朱洪涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南昌大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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