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纯电动汽车用锂电池状况估算方法研究及管理系统的设计
| 论文题名： | 纯电动汽车用锂电池状况估算方法研究及管理系统的设计 |
| 关键词： | 纯电动汽车;电池管理系统;磷酸铁锂电池;电池荷电;电池健康管理;数字信号处理器 |
| 摘要： | 汽车作为一种便捷的交通出行工具在人们日常生活中越发不可或缺。随着全球汽车保有量的急剧增长，其对环境的污染和能源安全的威胁已然成为亟需解决的问题。纯电动汽车作为新一代的清洁交通工具，以其无污染、噪声小、能源转换率高等优点，迅速成为了未来汽车工业的发展方向。电池管理系统(BMS)作为纯电动汽车核心部件之一已成为现阶段研究的热点，它不仅应该有效的监控和管理车载电池组，提升其工作性能、延长使用寿命，而且还要对可能出现的故障和突发情况采取必要措施，确保行驶安全性。 本文在研究锂电池基本特性及电池模型的基础上，针对潍坊某电池公司生产的纯电动汽车用72V-200Ah磷酸铁锂电池，设计了电池管理系统。主要完成工作如下: (1)在分析多种电池模型的基础上，建立锂电池戴维南(Thevenin)等效电路模型。在不同温度和电池健康状态下，运用复合脉冲功率性能(HPPC)测试方法对电池充放电过程中的模型参数进行辨识; (2)提出一种基于安时积分法-扩展卡尔曼滤波算法(Ah-EKF)的锂电池SOC估算方法，利用加权方法结合安时积分法和扩展卡尔曼滤波算法估算出SOC最优值，并运用Matlab软件进行仿真。另外，运用双扩展卡尔曼滤波(DEKF)算法，通过对电池组荷电状况(SOC)和欧姆内阻R0的不断更新来实时估算电池组健康状况(SOH)值; (3)在硬件设计部分，根据电池管理系统功能要求，采用模块化设计思想将整个系统分为中央主控模块、数据采集模块和通信模块三部分，以TMS320F2812数字信号处理器和MSP430F149单片机为主处理器完成单体电压采集、节点温度采集、均衡控制、供电电源、总电压电流采集、控制器局域网(CAN)通信等功能模块的电路设计和元件选型; (4)在软件设计部分，采用分层和模块化思想编写三大模块主程序、各功能模块子程序以及SOC、SOH算法程序，并将它们联合起来实现软件整体功能; (5)运用现有的实验设备，对电池管理系统进行单体电压采集精度等测试实验。试验证明系统采集精度和估算精度满足要求，能够实现各项功能，且整体性能较好。 |
| 作者： | 王子平 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘晋霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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