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动力锂电池组能量管理系统的设计与研究
| 论文题名： | 动力锂电池组能量管理系统的设计与研究 |
| 关键词： | 锂电池;电池管理系统;纯电动汽车;绝缘电阻;模块化设计 |
| 摘要： | 当今世界各国面对能源危机、环境恶化等问题，发展纯电动汽车产业已经成为各国节能减排的重要途径之一。近年来，纯电动汽车以其结构简单、无废气排放、能量使用效率高等优势，受到各国政府和各大汽车公司的青睐。电动汽车产业化的关键在于动力电池及其应用技术的产业化发展，这也是制约电动汽车产业化发展的瓶颈。电池管理系统BMS(BatteryManagementSystem，BMS)是动力电池应用技术的核心，对电池组的安全性、优化使用以及整车能量管理策略的执行都是必要的。电池管理系统的有效管理和控制，可以确保电池组性能良好，延长电池组寿命，保障电池的安全性，降低运行成本，对电动汽车的推广应用起着重要作用。因此，电池能量管理系统的研究具有重要的理论价值和现实意义。 本课题按照总体设计要求，对动力锂电池组能量管理系统开展了设计与研究。在查阅分析大量文献资料的基础上，完成了整体方案设计、模块化设计、硬件系统设计、软件系统设计和电池管理系统的调试试验。采用主分控制器的分布式结构的动力锂电池组能量管理系统，可完成采集电池组基本数据，包括单体电池的电压、电池箱局部温度、工作电流，可实现电池组均衡，检测绝缘电阻，估测电池组SOC值，故障分析与报警，控制继电器，CAN通讯，上位机和便携式显示等功能。 在硬件设计方面，选用飞思卡尔公司的16位MCU作为主控芯片、微芯公司PIC12F675为辅助芯片、亚德诺公司AD7280A为主要监测芯片，搭建各类功能电路。基于软件开发环境CodeWarrior和MPLAB，软件系统采用C语言设计编程，完成了主控制器和分控制器的主程序和子程序控制策略的设计。针对硬件系统的抗电磁干扰设计，在软件系统中使用了较为复杂的CRC校验策略，以保证电池管理系统可以在复杂的环境中稳定工作，在通讯网络中传递数据的准确性高。 采用对比法进行系统的试验测试，试验结果表明:锂电池组能量管理系统工作稳定，能够实现对锂离子电池组有效的能量管理和控制;系统能够较为准确地采集电池组电流、电压和温度数据;估测SOC值较为准确;采用大功率贴片电阻放电的方式实现了电池组的均衡功能;系统通讯网络数据传输稳定准确。 论文主要创新点是:使用多片AD7280A进行菊花链型测试电路的连接，可以测试不同单体数量的锂电池组，简化电路，减少隔离器使用量;系统通过电阻分压列方程求解的方式检测到绝缘电阻的值，为整车的安全性提供保障;结合安时积分法和开路电压法估算SOC，引入充放电循环容量衰减参数，提高了估测SOC的精度。 |
| 作者： | 孙波 |
| 专业： | 农业电气化与自动化 |
| 导师： | 何培祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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