【摘要】：電動(dòng)汽車是汽車行業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展方向。電動(dòng)汽車具有輕污染、低噪聲、低運(yùn)營(yíng)成本的優(yōu)勢(shì)。隨著電商興起,電動(dòng)汽車在物流行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。電動(dòng)物流車具有小批量、多品種、按需訂制、運(yùn)行工況惡劣的特點(diǎn)。對(duì)于電動(dòng)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(diǎn),設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)模塊、采集模塊、絕緣檢測(cè)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(jì)從元器件選型開始,然后繪制電路原理圖和PCB圖�？紤]到汽車電子應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性,整個(gè)設(shè)計(jì)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(jì)。通過有限狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件架構(gòu),同時(shí)設(shè)計(jì)了底層驅(qū)動(dòng)程序,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了電池?cái)?shù)據(jù)處理軟件。電池?cái)?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(jì)算。在軟硬件平臺(tái)搭建完成的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)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(guó)標(biāo)要求完成設(shè)計(jì)。電池故障共分三級(jí),在出現(xiàn)嚴(yán)重電池故障時(shí),電池控制單元應(yīng)能正確引導(dǎo)整車下高壓。最后,對(duì)電池控制單元進(jìn)行測(cè)試。首先是實(shí)驗(yàn)室測(cè)試,主要包括硬件測(cè)試、通信測(cè)試等。在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)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(dòng)物流車上,進(jìn)行道路測(cè)試。整車完成了超過1000公里的道路測(cè)試,驗(yàn)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(guó)和英國(guó)。２０１７逡逑年電動(dòng)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(dòng)汽車銷量排名前十的企業(yè)逡逑１．邋１．２電動(dòng)物流車發(fā)展現(xiàn)狀逡逑電動(dòng)物流車是電動(dòng)專用車的一種。電動(dòng)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(guó)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(guó)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(zhǎng)速度。２０１７年全國(guó)物流總額為２５２．８萬逡逑億元，同比增長(zhǎng)６．７％，增速比上年同期提高０．６個(gè)百分點(diǎn)。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(shì)頭。２０１７年１月１８日和２月２４日，韻達(dá)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(tuán)成立京東物流子集團(tuán)。物流業(yè)的快速擴(kuò)張，推動(dòng)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(jìn)，并在北京等十多個(gè)大城市中投入使用。２０１７年我國(guó)共有１１５逡逑家企業(yè)生產(chǎn)電動(dòng)物流車，，全年共生產(chǎn)２４．４７萬輛。２０１７年各企業(yè)電動(dòng)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(yùn)、重慶瑞馳。２０１８年１月２４日，國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)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(dòng)綠色運(yùn)輸與配送，逐漸提高新能源汽逡逑車使用比例。國(guó)際方面，２０１６年奔馳推出了純電動(dòng)短途物流概念卡車Ｕｒｂａｎ逡逑ｅＴｒｕｃｋ，并計(jì)劃在１０年內(nèi)正式投放市場(chǎng)；２０１７年１０月，特斯拉發(fā)布了一款電動(dòng)逡逑重型卡車Ｓｅｍｉ邋Ｔｒｕｃｋ，續(xù)航里程高達(dá)８００公里。逡逑Ｉ逡逑圖１．２邋２０１７年我國(guó)電動(dòng)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(shì)逡逑１．邋２．邋１車用鋰離子電池介紹逡逑動(dòng)力電池和電池管理系統(tǒng)是純電動(dòng)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(dòng)的能量來源，在整車成本中占有極高的比例。動(dòng)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(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U469.72;TP311.52

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2666466