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高效动力锂电池管理系统的设计与开发
| 论文题名： | 高效动力锂电池管理系统的设计与开发 |
| 关键词： | 电动汽车;动力锂电池;电池管理系统;SOC估计;均衡管理 |
| 摘要： | 当今世界的能源困局和环境污染促进了电动汽车的迅猛发展。动力电池系统作为电动汽车的动力源泉，其性能的优劣对于电动汽车的整体性能有着决定性的影响。同时，动力电池性能的发挥也需要进行适当的管理，一个可靠的电池管理系统可以最大程度发挥动力电池的性能、延长电池系统的寿命。本文针对目前电池管理系统均衡误差大、效率低、速度慢等问题，设计了精确的SOC(State Of Charge)估计电路和算法，并设计了基于锂电池SOC的主动均衡电路，实现高效、快速地均衡。 本文设计的电池管理系统采用主从结构，包括中央控制单元和本地控制单元两级结构。本地控制单元负责本组信号采集、SOC估计和均衡管理，中央控制单元负责电池总电压、电流采集和系统的整体控制，二者通过CAN总线通信。SOC估计和均衡管理是本文设计的电池管理系统的两个重点。为了估计每块单体电池的SOC，本文设计了单体电池的电压、电流、温度等采样电路，并使用卡尔曼滤波修正初始SOC的安时积分法来估计每块单体电池的SOC。除此之外，在对传统的双向开关变压器法进行改进之后，本文设计了高效、快速的双向充放电主动均衡电路，采用有源钳位双向正激DC/DC作为能量转换结构，具有很高的效率，均衡电流可达3-5A，具有很好的均衡速度。最后，利用所开发的锂电池管理平台对本文提出的SOC估计方法的准确性和均衡控制的性能进行验证。SOC估计实验结果表明，电池管理系统的SOC估计具有良好的实时性和较高的精度。均衡实验结果表明，电池管理系统具有较好的均衡效果和速度。 |
| 作者： | 王飘飘 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 蒋建华;邓忠华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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