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动力电池管理系统SOC估算研究及软件设计
| 论文题名： | 动力电池管理系统SOC估算研究及软件设计 |
| 关键词： | 剩余容量;电池管理系统;整车控制策略;路电压法;安时积分法;软件设计 |
| 摘要： | 电池管理系统(BMS，battery management system)对动力电池的电压、电流、温度、剩余电量和循环寿命等参数进行实时监测，通过监测结果对电池进行均衡控制，为整车控制系统实时上报电池参数信息和系统告警信息，在保证电池使用安全的前提下，可以有效提高电池使用效率，降低整车运行成本。 电池剩余容量(SOC)估算是BMS中重要的一部分，作为整车控制策略判断的标准之一，但SOC的估算受很多因素综合影响(如充放电倍率、环境温度、循环寿命、自放电等)，同时，由于汽车复杂的运行工况，所以很难保证SOC在实际应用中的估算精度。 本文结合动力电池管理系统专项，深入剖析了BMS需要实现的各项功能，分析了BMS中电池剩余容量(SOC)估算难以达到较高精度的原因以及SOC估算的相关方法。在Matlab＼Simulink环境下，对开路电压法、安时积分法、Kalman滤波法估算SOC进行了仿真分析，基于仿真结果，提出了采用细化电池的工作状态，利用开路电压法和安时积分法相结合，并根据影响因子补偿误差的SOC估算方案。该方案一方面能有效解决开路电压法、安时积分法等单一方法估算SOC存在的弊端，另一方面，引入影响因子不断对电池总容量和可用容量进行校正，具有Kalman滤波法能有效弥补SOC估算中初始误差和累积误差的优点，但无需建立复杂的电池模型，避免了Kalman滤波法中对电池模型依耐性高的缺点，大大减少了系统的计算量，降低了系统对处理器数据处理速度的要求。 本文对BMS软件系统进行整体设计和实现，完成了软件功能模块划分，并对驱动层、协议层以及应用层各模块进行了程序设计，在搭建的系统试验平台下，进行了电池特性测试，将测试的结果离线处理后存入SOC估算模块作为误差校正的影响因子。在模拟工况下验证了系统功能和SOC估算精度，结果表明，系统各个功能模块稳定可靠，SOC估算精度满足设计指标。 |
| 作者： | 李晓红 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 洪建勋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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