原文传递
基于无线组网技术的动力电池管理系统设计
| 论文题名： | 基于无线组网技术的动力电池管理系统设计 |
| 关键词： | 电动汽车;动力电池;管理系统;SOC估算;扩展卡尔曼滤波;ZigBee网络 |
| 摘要： | 随着环境污染和能源问题的日益突出，电动汽车的发展已经成为一种必然的趋势。电池管理系统（Battery Management System,BMS）通过对动力电池的高效管理，使电池工作在安全范围内，提高电池的使用寿命，延长电动汽车的续航里程。针对当前电池管理系统连线繁杂、系统扩展性差、安装和维护成本高等问题，本文以三元锂离子电池为研究对象，使用ZigBee无线通信方式替代传统的有线通信方式，设计了高效可靠的动力电池管理系统，本文的主要研究内容如下： 1．根据锂离子电池的工作原理及化学特性，选择一阶戴维南等效电路搭建电池模型，通过实验离线辨识OCV-SOC关系，设计HPPC实验在等间隔SOC（State of Charge,SOC）处进行参数辨识，获取了等效电路模型参数和SOC的动态关系表达式，选用具有最小方差估计的扩展卡尔曼滤波（Extended Kalman Filter,EKF）算法进行SOC估算，在Simulink中搭建了EKF仿真模型，设计两种不同的工况验证EKF对SOC的估算精度，并将EKF算法移植到电池管理系统中进行在线验证。实验结果表明，在恒流和间歇放电两种不同的工况下，SOC估算误差小于4.5%，算法收敛迅速、鲁棒性好。 2．采用分布式架构设计了电池管理系统硬件平台，包括数据采集电路、电池均衡电路、电压转换电路、故障报警电路和CAN通信电路。实验结果表明，电压采样误差小于7mV，电流采样误差小于16mA，温度采样误差小于0.5℃，满足设计指标要求。 3．对比三种不同的ZigBee网络拓扑，选择适合电池管理系统的星型拓扑对动力电池组进行信息采集及传输。实验表明，在复杂电磁环境情况下，本文设计的无线组网传输方式具有传输稳定、抗干扰能力强等优点。 基于无线组网技术的动力电池管理系统经过整机测试，结果表明：该电池管理系统可以完成电池状态检测、优化控制、信息处理等功能，系统运行安全稳定，可靠性高。 |
| 作者： | 马江睿 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 王琪;邢显国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安工业大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
