【摘要】：電動汽車是汽車行業(yè)的一個重要發(fā)展方向。電動汽車具有輕污染、低噪聲、低運營成本的優(yōu)勢。隨著電商興起,電動汽車在物流行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。電動物流車具有小批量、多品種、按需訂制、運行工況惡劣的特點。對于電動物流車而言,既希望有更大的載貨質(zhì)量,又希望有足夠的續(xù)航里程。因此,需要結(jié)合物流車的特點,設(shè)計相應(yīng)的電池管理系統(tǒng)(Battery Management System,BMS),包括電池控制單元(Battery Control Unit,BCU)和電池電子部件(Battery Electronics)。本文主要研制電池控制單元。本文首先設(shè)計了電池控制單元硬件系統(tǒng)。電池控制單元硬件系統(tǒng)包括最小系統(tǒng)、電源模塊、驅(qū)動模塊、采集模塊、絕緣檢測模塊、通信模塊等。根據(jù)應(yīng)用需求,核心微控制器選用NXP公司的9S12XEP100。硬件設(shè)計從元器件選型開始,然后繪制電路原理圖和PCB圖。考慮到汽車電子應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性,整個設(shè)計過程注重可靠性和抗干擾能力。然后完成了電池控制單元軟件設(shè)計。通過有限狀態(tài)機實現(xiàn)軟件架構(gòu),同時設(shè)計了底層驅(qū)動程序,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了電池數(shù)據(jù)處理軟件。電池數(shù)據(jù)處理包括電池電壓、電池溫度、電池母線電流的采集,電池充放電狀態(tài)判斷,以及電池絕緣電阻的計算。在軟硬件平臺搭建完成的基礎(chǔ)上,設(shè)計了電池控制單元控制策略。控制策略包括上/下電控制、電池SOC(State of Charge,荷電狀態(tài))估算、電池直流充電控制、電池交流充電控制以及電池故障診斷。電池SOC采用電流積分為主,開路電壓校正為輔的估算方法。電池交/直流充電控制按國標(biāo)要求完成設(shè)計。電池故障共分三級,在出現(xiàn)嚴(yán)重電池故障時,電池控制單元應(yīng)能正確引導(dǎo)整車下高壓。最后,對電池控制單元進行測試。首先是實驗室測試,主要包括硬件測試、通信測試等。在實驗室驗證的基礎(chǔ)上,將本產(chǎn)品安裝于匹配的高壓配電箱內(nèi),并裝配在4.5噸電動物流車上,進行道路測試。整車完成了超過1000公里的道路測試,驗證了電池控制單元的可靠性。
【圖文】：

逑別為５７．９萬、２０萬和５．８萬輛，銷量排名３到６位為日本、德國和英國。２０１７逡逑年電動汽車銷量排名前十的企業(yè)及其銷量如圖１．１所示。逡逑圖１．１邋２０１７年電動汽車銷量排名前十的企業(yè)逡逑１．邋１．２電動物流車發(fā)展現(xiàn)狀逡逑電動物流車是電動專用車的一種。電動物流車的發(fā)展與物流業(yè)的發(fā)展密不可逡逑分，而物流業(yè)的發(fā)展又與電商和互聯(lián)網(wǎng)＋的興起息息相關(guān)。２０１７年我國快遞業(yè)務(wù)逡逑量超過４００億件，連續(xù)四年穩(wěn)居世界第一。同年，我國物流行業(yè)景氣指數(shù)全年月逡逑平均值為５５．３％，依舊保持著較快的增長速度。２０１７年全國物流總額為２５２．８萬逡逑億元，同比增長６．７％，增速比上年同期提高０．６個百分點。物流企業(yè)的成功，也逡逑展現(xiàn)了物流業(yè)發(fā)展的迅猛勢頭。２０１７年１月１８日和２月２４日，韻達和順豐在逡逑深圳證券交易所上市，９月２０日，百世物流在紐約證券交易所丨ＰＯ上市，４月逡逑２５日，京東集團成立京東物流子集團。物流業(yè)的快速擴張，推動了物流車的需逡逑求［１３］［ｉ４］。與傳統(tǒng)物流車相比

車的研發(fā)、引進，并在北京等十多個大城市中投入使用。２０１７年我國共有１１５逡逑家企業(yè)生產(chǎn)電動物流車，，全年共生產(chǎn)２４．４７萬輛。２０１７年各企業(yè)電動物流車產(chǎn)量逡逑如圖１．２所示，其中產(chǎn)量過萬的企業(yè)包括東風(fēng)汽車、陜西通家、湖北新楚風(fēng)、成逡逑都大運、重慶瑞馳。２０１８年１月２４日，國務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于推進電子商務(wù)逡逑與快遞物流協(xié)同發(fā)展的意見》，指出要推動綠色運輸與配送，逐漸提高新能源汽逡逑車使用比例。國際方面，２０１６年奔馳推出了純電動短途物流概念卡車Ｕｒｂａｎ逡逑ｅＴｒｕｃｋ，并計劃在１０年內(nèi)正式投放市場；２０１７年１０月，特斯拉發(fā)布了一款電動逡逑重型卡車Ｓｅｍｉ邋Ｔｒｕｃｋ，續(xù)航里程高達８００公里。逡逑Ｉ逡逑圖１．２邋２０１７年我國電動物流車產(chǎn)量排名前十企業(yè)［１７＞逡逑１．２車用鋰離子電池的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢逡逑１．邋２．邋１車用鋰離子電池介紹逡逑動力電池和電池管理系統(tǒng)是純電動汽車上的三大核心電子電氣分系統(tǒng)之一，逡逑－邐是整車驅(qū)動的能量來源，在整車成本中占有極高的比例。動力電池包括鋰離子電逡逑池、鎳氫電池、鎳鎘電池。目前
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72;TP311.52

【參考文獻】

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本文編號：2666466