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原文传递燃料电池汽车蓄电池管理系统算法及实现

论文题名：	燃料电池汽车蓄电池管理系统算法及实现
关键词：	燃料电池汽车;电池管理系统;锂离子电池;蓄电池;软件开发平台;模式开发;功能模块;燃料电池混合动力汽车;建模和仿真;产品代码;可靠性;自动生成;硬件;实时监控;平衡电路;解决方案;相辅相成的关系;整车;工具链;电压
摘要：	高效和零排放的燃料电池混合动力汽车是人类“可持续移动”(Sustainable Mobility) 的理想解决方案。种类繁多的二次能源中，锂离子电池出色的能量和功率特性，使得我国自主开发的“超越”系列燃料电池汽车选用其作为辅助能源。本文的研究对象即是该车中的锂离子电池管理系统。锂离子电池单体间具有差异性，作为辅助能源的工况会加剧其电压差异。电压差异将导致部分电池过充或过放，降低电池使用效率，甚至损伤电池。为保障燃料电池汽车动力性、经济性和安全可靠性需要实时监控蓄电池状态。因此，整车的要求和锂离子电池的特性决定了蓄电池管理系统在燃料电池汽车中不可或缺。在燃料电池汽车锂离子电池管理系统的研究基础上，论文介绍了一套完整的燃料电池汽车锂离子电池管理系统的解决方案，并围绕该方案的软硬件实现展开。硬件是蓄电池管理系统实现的载体。根据燃料电池汽车对蓄电池组及管理系统的要求和锂离子电池特性对管理系统的要求，管理系统采用模块化分级式结构。管理系统与整车控制器之间和管理系统内部的数据交换均采用CAN总线来实现；管理系统具备高精度的快速采样功能，以实时监控蓄电池状态并为整车提供准确信息；管理系统具备平衡电路对单体锂离子电池进行电压均衡，以解决锂离子电池的电压一致性问题。同时，设计了监控电路，以提高平衡电路的可靠性和记录故障信息；管理系统具备电池内阻测量的功能，以评价电池寿命；蓄电池管理系统设计了时钟电路，以建立锂离子电池的长效研究和评估机制。当然各功能模块之间有相辅相成的关系。论文在对锂离子电池管理系统硬件实现方案整体介绍的同时，还对其中的若干关键技术作了说明。软件是锂离子电池管理系统实现的灵魂。而软件开发平台则是锂离子电池管理系统软件实现的保障。V 模式开发平台能够缩短蓄电池管理系统软件开发周期、提高开发质量、降低开发成本。V模式开发是在对系统建模和仿真的基础上，自动生成产品代码，并进行在线测试和标定的开发模式。蓄电池管理系统采用 Simulink+Targetlink+CodeWarrior开发工具链进行管理系统的软件开发。该平台首先利用Matlab/Simul ink进行系统建模和仿真；然后利用Targetl ink将系统模型自动生成为功能模块的产品代码，同时进行软件仿真，验证代码准确性；随后，在 CodeWarrior 上进行功能模块代码和手工编写的硬件相关代码融合并将其下载到目标机。该工具链部分实现了V模式开发平台的功能。论文介绍的燃料电池汽车蓄电池管理系统功能较为完善，可靠性较好，已在 “超越”系列燃料电池汽车的运行中得到了验证。但其与产品化的要求还有一段距离。文章最后围绕燃料电池汽车蓄电池管理系统的产品化进行了简要讨论。关键词：燃料电池汽车，锂离子电池，电池管理系统，嵌入式系统
作者：	李睿
专业：	车辆工程
导师：	孙泽昌;魏学哲
授予学位：	硕士
授予学位单位：	同济大学汽车学院
学位年度：	2005
正文语种：	中文