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面向车联网的动力锂电池管理系统设计与实现
| 论文题名： | 面向车联网的动力锂电池管理系统设计与实现 |
| 关键词： | 车联网;动力锂电池;管理系统;新能源汽车;蓝牙通信 |
| 摘要： | 锂电池因其能量密度大、循环寿命长、绿色环保等诸多优势，在新能源汽车领域应用广泛。然而锂电池自身的化学特性不一致性、稳定性和安全性问题，使得电池管理系统不可或缺。基于锂电池的技术特点，根据当前新能源汽车和车联网的发展趋势，本文构建了面向车联网的动力锂电池网络管理系统总体框架，并在此基础上重点研究了电池管理系统的设计问题以及低自放电率控制策略问题。 首先，根据新能源汽车的应用需求和车联网的组成要素，设计了动力锂电池的网络管理系统的架构。不同于以提升用户服务质量为设计目标的传统车联网系统，该系统同时考虑用户体验的提升和电池技术完善两方面，包括云管理平台、管理客户端、用户客户端和电池管理系统四部分。该网络管理系统具有顶层架构清晰、功能定义明确和可扩展性强等技术特点，可应用于各类移动物联网、车联网监控领域。 其次，针对电池充放电的保护、工况信息采集和物联网通信等技术需求，研究了锂电池管理系统的设计与实现问题，按功能将该系统划分为数据采集及处理模块、控制模块和通信模块三个部分，从软硬件上分别进行设计和实现。同时，重点研究了电池管理系统的荷电状态（SOC，State Of Charge)估计算法，在该硬件平台上设计并实现了基于扩展卡尔曼滤波估算SOC的算法。测试结果表明该系统可以灵活的调整保护的参数，具有较强的移植性，能够对电池组出现的异常情况进行及时有效的保护和管理，SOC的估算估算误差小于4％，满足电池管理系统的设计指标，且性能稳定。 最后，针对锂电池自放电率高的技术特点和车辆长期静止待机的应用背景，研究了电池管理系统的低自放电率控制问题。提出了一种低自放电率控制方法，该方法根据电池管理系统的工作、侦听和休眠三种不同状态，通过切换数据采集及处理模块和蓝牙通信模式的工作模式以及控制各模块的参数，达到低自放电率的目的。 本文设计的动力锂电池网络管理系统己经成功应用于超烕新能源电动自行车的管理，经过实际运营，架构设计先进、功能完善、性能稳定。 |
| 作者： | 王文博 |
| 专业： | 电子科学与技术 |
| 导师： | 李建成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 国防科学技术大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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