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电动汽车蓄电池管理系统的开发与研究
| 论文题名： | 电动汽车蓄电池管理系统的开发与研究 |
| 关键词： | 电动汽车;管理系统;阀控式铅酸蓄电池;剩余电量;CAN总线 |
| 摘要： | 在当前全球汽车工业面临能源危机和环境污染等问题的巨大挑战下，电动汽车以其零排放、低噪声等优点，得到了快速的发展。但当前电动汽车普遍存在的续航里程短、电池寿命低、维护成本高等问题，仍严重制约着电动汽车的产业化。因此，对电池管理系统(BMS)的研究是推动电动汽车实用化、产业化的关键。 电池管理系统直接监控及管理动力电池运行的全过程，基本功能包括实时采集各单体电池的电压、电流和温度，根据采集到的数据，估算电池组的剩余电量，当电池发生故障时能够及时报警并处理，并将电池基本信息、剩余电量和故障信息通过数据通信模块传输到整车仪表控制系统。 本文首先概述了电动汽车用动力电池的性能和参数，通过对电动汽车常用的几种动力蓄电池比较，选用了技术发展成熟、价格低廉、可靠性高的阀控式免维护铅酸蓄电池(VRLA)作为本课题的研究对象。详细分析了影响VRLA剩余电量的因素，提出了一种将安时法和开路电压法相结合并对影响因素进行补偿校正的复合SoC预测法。 硬件开发以模块化思想为指导原则，设计了一种基于CAN总线的分布式控制系统，该系统包括1个主控单元和5个采集单元。主控单元采用以ARMCortex-M3为内核的32位高性能微控制器STM32F107作为主控芯片，并完成了供电电源模块设计、最小系统设计、EEPROM电路设计以及整车CAN总线接口电路设计等。采集单元以单片机为主控芯片，通过对各种方案的对比，设计了一种带有光耦隔离和多路选通开关的差分电压采集电路、基于霍尔传感器的电流采集电路和基于DS18B20的温度采集电路，并设计了底层CAN通信接口。软件方面，建立了新的复合SoC预测法，并根据模块化设计原则，对各个功能模块的流程进行了说明。 最后，将本文设计的电池管理系统的软硬件联合进行调试，试验结果表明，本系统可以实现电池电压、电流和温度等模拟量的检测、剩余电量的估算、重要数据的存储、状态信息的显示以及故障报警等BMS相关功能。 |
| 作者： | 陈浩 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 郭利进;张庆生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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