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基于实时操作系统µC/OS-Ⅱ的电池管理系统的设计与实现
| 论文题名： | 基于实时操作系统µC/OS-Ⅱ的电池管理系统的设计与实现 |
| 关键词： | 电动汽车;电池管理系统;实时操作系统;SOC估算;CAN总线 |
| 摘要： | 近年来，电动汽车作为解决全球能源与环境问题的一个重要方向得到了大力的发展，对电动车的研究也越来越受到重视。动力电池是电动车上唯一的动力来源，为了使其性能得到最大的发挥并且延长电池的使用寿命，必须要有电池管理系统来对电池组进行合理的管理，因此有必要对电池管理系统进行深入研究。 本文以新能源汽车协同创新综合服务平台(2016XK2008)、中国动力谷创新创业发展专项(ZJ/2016-006)等课题为依托，对电池管理系统的硬件电路和软件框架进行研究，本文的主要研究内容如下： （1）在对几种常见的SOC估算方法进行研究后，采用安时积分法与开路电压法相结合的方法来进行SOC估算。 （2）采用分布式、模块化的硬件架构，主要包括电池管理系统的主控制板与电压采集板的电路设计。主控板采用的是飞思卡尔公司的16位MCU MC9S12XEP100作为控制芯片，其电路设计主要包括： 1)用电源管理芯片LM2596和TPS73633设计了5V和3.3V电源电路，实现了对各部分的正常供电； 2)以ISO1050作为CAN收发器，实现CAN通信功能； 3)采用电阻分压的方式，再经过运放与隔离后，实现对总压的检测； 4)用时钟芯片DS3231设计了时钟电路，实现计时功能； 5)用存储芯片W25Q64FV设计了存储电路，实现对数据及故障代码的存储。电压采集板采用的是8位MCU MC9S08DZ60作为控制芯片，其主要是完成对电压、温度的检测及均衡控制，电压检测采用的是Linear公司的LTC6804-2。主控板与电压采集板之间通过CAN总线进行通信。 （3）设计了基于μC/OS-II实时操作系统的电池管理系统软件架构，主要包含了将此实时操作系统移植到MC9S12XEP100上以及BMS应用程序的开发。其中应用程序主要包含以下几个部分：SOC估算任务、CAN通信任务、BMS与整车控制器的通信任务、BMS与非车载充电机通信的任务、放电控制任务和断电控制任务。 （4）搭建了电池管理系统的测试平台，对软件和硬件电路进行了测试。采用1块主控板、2块电压采集板以及72串三元锂电池来完成本测试。先对电池进行充放电实验，得到其开路电压与SOC之间的关系曲线，之后对电压采集板与主控板的各功能模块进行测试。实验结果表明，电池管理系统各功能模块都能正常的运行，达到了预期的目标。 |
| 作者： | 刘舟 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 朱浩;汪彬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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