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基于嵌入式的电动汽车电池管理系统设计与实现
| 论文题名： | 基于嵌入式的电动汽车电池管理系统设计与实现 |
| 关键词： | 电动汽车;嵌入式电池管理系统;数据采集;SOC估算精度;模块化设计 |
| 摘要： | 随着环境保护和能源危机等压力的日益增大,电动汽车因其节能、环保、低噪音和能源来源多样性等特点,逐渐成为汽车工业领域的一个重要组成部分和发展方向。而电动汽车动力电池的电池管理系统作为电动汽车的核心部件,也成为了电动汽车领域的一个研究重点。电池管理系统(Battery Management System,BMS)通过对动力电池总电压、总电流、单体电压、温度和绝缘电阻等物理参数的实时测量以及控制,实现对动力电池的实时监控,为电动汽车稳定安全运行提供保障,同时也是提高动力电池的使用效率和使用寿命的保证。 本文分析了国内外电池管理系统的研究现状,详细研究了电池管理系统功能和结构,针对集中式电池管理系统结构上存在的问题,提出了更具有通用性和灵活性的集散式电池管理系统架构,并设计了一款基于嵌入式的电动汽车电池管理系统,实现对电池电荷容量实时准确估计和对电池的安全维护。 在硬件上,采用了模块化的设计原则,将电池管理系统的主体结构分为3个部分,即主控部分、高压采集部分和单体电控部分,分别实现主体控制、高压采集和单体采集控制的功能,提高了整体系统的灵活性。对与每个部分功能的实现,论文给出了各个子功能模块的设计与实现。 在软件上,采用了层次化和模块化的设计原则,同样将电池管理系统分为3个部分的结构进行设计,并在每个部分的软件设计中实现了层次化管理。针对CAN通信软件设计以及动力电池剩余电荷状态(State of Charge,SOC)的估算算法,采用了3个分离的CAN总线通信的方式,实现电池管理系统内部和外部的通信;采用了多种SOC算法结合的方式,实现对电池SOC的估计。 通过实际的测试表明,基于嵌入式的电动汽车电池管理系统的通用性、灵活性、数据采集精度、SOC估算精度、抗干扰能力、安全管理策略以及系统能源消耗等均达到设计标准,并在多家汽车厂家及研究院进行了装车测试,整车运行良好,稳定可靠。 |
| 作者： | 张笃仲 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 刘泉 |
| 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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