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大容量磷酸铁锂电池组实验平台设计
| 论文题名： | 大容量磷酸铁锂电池组实验平台设计 |
| 关键词： | 电动汽车;大容量磷酸铁锂电池组;实验平台;结构设计 |
| 摘要： | 随着能源危机和环境问题的日益突出，具有能量来源广、低排放、低噪声等优点的电动汽车越来越受到关注和重视。作为电动汽车的核心，动力电池和电池管理系统(Battery Management System，BMS)的研发和改进更是成为各汽车厂家、科研院所研究的重点内容。 本课题以北京市科委“节能与新能源汽车培育”专项课题中的《矿用防爆无轨胶轮电动汽车关键技术研究》为依托，主要任务是完成大容量磷酸铁锂电池组实验平台的设计与搭建，并验证平台功能。 本文首先介绍了电动汽车、动力电池和BMS的国内外研究现，然后详细介绍了目前常见的包括包括安时(Ah)积分法、开路电压法、内阻法、神经网络法、卡尔曼滤波法、等效电路模型法在内的荷电状态(State-of-Charge，SOC)估算方法，本文根据对象电池的特点选取了开路电压加Ah积分的方法来估算SOC，并以此为基础得出了电池组SOC的估算方法。电池组实验平台搭建是本文的主要工作，搭建好实验平台对继续进行大容量磷酸铁锂电池成组性能研究具有重要意义。电池组实验平台由电池组、主回路、控制回路、手动检测端、BMS以及上位机监控界面组成，另外，根据实验需要选用适当的充放电设备对电池组进行充放电实验。电池组共由9个电池小组串联组成，每个小组由12个电池单体串联组成;电池组主回路和控制回路起到控制电池组-负载回路的接通与断开，测量并显示电池组输出电压和干线电流，以及保护电池组和负载的作用;手动检测端用于人工在线或离线使用万用表测量电池单体电压、总电压等数据，与BMS测量数据进行比较，方便安装和实验过程中发现并解决问题。本文的BMS由9个从模块和1个主模块组成，9个从模块和9个电池小组一一对应，分别测量其所对应的电池小组的单体电压、单体温度，计算出每个电池小组的最高和最低电压、最高和最低温度、以及这些电压和温度极值所在电池的编号，并将这些信息通过CAN通信发送到主模块。主模块主要测量电池组总电压、总电流，估算电池组SOC等重要参数，接收从模块数据并将电池单体电压、单体温度、电池组总电压、总电流、SOC等关键数据通过USB-CAN接口卡发往上位机监控界面，方便研究人员观察。 完成上述工作后，本文分别使用ARBIN BT2000和ARBIN EVTS充放电模拟实验台进行了单体和成组实验，验证了实验平台的功能并对实验数据进行了分析。 |
| 作者： | 李春栋 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 刘彪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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