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电动物流车电池控制单元的设计、实现与应用
| 论文题名： | 电动物流车电池控制单元的设计、实现与应用 |
| 关键词： | 电动物流汽车;电池控制单元;硬件设计;软件开发;功能模块 |
| 摘要： | 电动汽车是汽车行业的一个重要发展方向。电动汽车具有轻污染、低噪声、低运营成本的优势。随着电商兴起，电动汽车在物流行业得到了广泛应用。电动物流车具有小批量、多品种、按需订制、运行工况恶劣的特点。对于电动物流车而言，既希望有更大的载货质量，又希望有足够的续航里程。因此，需要结合物流车的特点，设计相应的电池管理系统(Battery Management System，BMS)，包括电池控制单元(Battery Control Unit，BCU)和电池电子部件(Battery Electronics)。本文主要研制电池控制单元。 本文首先设计了电池控制单元硬件系统。电池控制单元硬件系统包括最小系统、电源模块、驱动模块、采集模块、绝缘检测模块、通信模块等。根据应用需求，核心微控制器选用NXP公司的9S12XEP100。硬件设计从元器件选型开始，然后绘制电路原理图和PCB图。考虑到汽车电子应用环境的复杂性，整个设计过程注重可靠性和抗干扰能力。 然后完成了电池控制单元软件设计。通过有限状态机实现软件架构，同时设计了底层驱动程序，并在此基础上设计了电池数据处理软件。电池数据处理包括电池电压、电池温度、电池母线电流的采集，电池充放电状态判断，以及电池绝缘电阻的计算。 在软硬件平台搭建完成的基础上，设计了电池控制单元控制策略。控制策略包括上/下电控制、电池SOC（State of Charge，荷电状态）估算、电池直流充电控制、电池交流充电控制以及电池故障诊断。电池SOC采用电流积分为主，开路电压校正为辅的估算方法。电池交/直流充电控制按国标要求完成设计。电池故障共分三级，在出现严重电池故障时，电池控制单元应能正确引导整车下高压。 最后，对电池控制单元进行测试。首先是实验室测试，主要包括硬件测试、通信测试等。在实验室验证的基础上，将本产品安装于匹配的高压配电箱内，并装配在4.5吨电动物流车上，进行道路测试。整车完成了超过1000公里的道路测试，验证了电池控制单元的可靠性。 |
| 作者： | 王汉成 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 吴刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国科学技术大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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