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分布式电池管理系统的研究与开发
| 论文题名： | 分布式电池管理系统的研究与开发 |
| 关键词： | 分布式电池管理系统;高压保护;主动式均衡管理;CAN总线;功能模块 |
| 摘要： | 随着新能源汽车的发展,混合动力汽车、纯电动汽车都需要有合适的动力电池及其管理系统。电池管理系统对单体电池和电池组进行管理,即对电池组的状态监测及其运行过程的管理,包括电池的电压、温度、电流、SOC估算、电池均衡、电池故障诊断、单体电池健康度分析、高压保护等。 本文针对江铃全顺短轴型改装电动车,以磷酸铁锂动力电池管理系统为研究对象,对磷酸铁锂电池的充放电特性进行理论分析和实验研究,结合动力电池应用工况,设计开发出分布式电池管理系统。本文主要研究内容和成果如下: 1、在对单体电池充放电性能和电池成组技术进行理论分析的基础上,设计开发出以飞思卡尔单片机为控制核心的分布式电池管理系统。系统采用高低速双CAN总线设计结构,实现分布式网络控制的系统架构;系统由数据采集模块、高压保护模块、均衡模块和主控模块组成。 2、设计了采集模块的硬件电路。该模块可实时检测动力电池的各种运行参数和状态包括单体电压、单体温度、单路电流,能够根据主控模块的命令实现对主动均衡模块前端均衡开关阵列的控制,并通过CAN总线将关键数据实时发送到主控模块。 3、进行了高压保护模块的研究与开发。该模块可以实时检测动力电池组的总电流、总电压、电机端总电压、整车绝缘电阻,并实现电池组实时功率计算。同时实现了对高压保护模块中的关键易损器件的寿命管理。 4、对电池的均衡方案进行对比分析研究,对无损均衡电路进行改进设计,开发实现主动式大电流的均衡模块,其可以执行主控模块的均衡控制命令对任意一节单体电池进行均衡充放电,实现较高效率的电池均衡功能。 5、将开发的电池管理系统在全顺电动车上安装试用。对系统的电压、电流采集精度、绝缘电阻测量精度、SOC估算精度、均衡模块效率、双CAN总线通讯可靠性等进行了全面测试,结果表明:开发的电池管理系统各项数据误差都在设计规定范围之内,其各个功能模块运行稳定可靠,符合设计要求。 |
| 作者： | 曹铭 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 黄菊花 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南昌大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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