經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和城市化的加快,帶動(dòng)了軌道交通的發(fā)展,由于隧道工程車運(yùn)行工況復(fù)雜,運(yùn)行條件極端,需要對(duì)各種運(yùn)行工況下鋰電池的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和管理,因此設(shè)計(jì)一套與之匹配的隧道工程車輛電池管理系統(tǒng)（BMS）十分重要。本文以隧道工程車儲(chǔ)能系統(tǒng)為研究對(duì)象,對(duì)隧道工程車電池管理系統(tǒng)功能需求進(jìn)行分析,確定隧道工程車電池管理系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì),硬件部分選擇拓展性強(qiáng)的分布式電池管理系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本文研究了電池組的荷電狀態(tài)估算,為了能更加準(zhǔn)確的估算電池SOC,采用Thevenin模型對(duì)電池進(jìn)行等效。結(jié)合無跡卡爾曼濾波算法估算電池SOC,并通過MATLAB仿真驗(yàn)證算法的準(zhǔn)確性。本文對(duì)主控板和單元板進(jìn)行了硬件和軟件設(shè)計(jì)。主控芯片采用MC9S12XET256,單元板采用具有較好的兼容性、低功耗、運(yùn)算速率較高的主控芯片MC9S08DZ60和芯片LTC6803結(jié)合對(duì)電壓及溫度進(jìn)行采集。在軟件設(shè)計(jì)方面,基于Code Warrior開發(fā)環(huán)境對(duì)主控板和單元板各功能模塊分別進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì),特別在故障管理中加入跛行運(yùn)行模式,提高行車安全性。本文最后搭建電池管理系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái),對(duì)隧道工程車電池組系統(tǒng)進(jìn)行性能和功能測(cè)試,完成單... 

【文章來源】：上海電機(jī)學(xué)院上海市

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

系統(tǒng)拓?fù)鋱D

上海電機(jī)學(xué)院碩士學(xué)位論文12圖2-2隧道工程車系統(tǒng)電氣原理圖Fig.2-2Electricalschematicdiagramoftunnelengineeringvehiclesystem2.2.3電池管理系統(tǒng)控制策略1.放電控制策略[41]1）接觸器閉合邏輯：在整車低壓供電上電后，通過手動(dòng)按鈕啟動(dòng)電池系統(tǒng)DC/DC供電，該系統(tǒng)放電回路包含3個(gè)接觸器，1個(gè)主控板，3個(gè)從控板，32個(gè)LECU，主控板負(fù)責(zé)控制一個(gè)放電接觸器，3個(gè)從控板各控制一個(gè)放電接觸器。主控板通過主網(wǎng)CAN與整車進(jìn)行信息交互，然后通過子網(wǎng)CAN將放電信號(hào)發(fā)送給從控板,從控板開始收集LECU傳送的單體信息，進(jìn)行邏輯判斷，再將判斷結(jié)果上報(bào)給主控板，主控板再結(jié)合3個(gè)從控板上報(bào)的信息，進(jìn)行邏輯處理，判斷兩個(gè)回路是否可以正常放電，再將判斷信號(hào)發(fā)送給從控板，當(dāng)自檢完成后且無任何故障報(bào)警觸發(fā)，從控板執(zhí)行相應(yīng)的命令，進(jìn)行放電。在放電開始階段，先閉合電壓較高的回路，然后判斷該回路與電壓次高的回路壓差是否在正常的閾值內(nèi)，如果在閾值范圍內(nèi)，閉合電壓次高的回路接觸器，否則等待至壓差達(dá)到正常范圍內(nèi)，再閉合接觸器；接著判斷電壓最低的回路與電

上海電機(jī)學(xué)院碩士學(xué)位論文18UT變換[49]基本原理是利用采樣點(diǎn)對(duì)非線性函數(shù)的概率密度分布進(jìn)行近似，選擇有限個(gè)確定的采樣點(diǎn)來逼近狀態(tài)的后驗(yàn)概率密度，從而將具有一定統(tǒng)計(jì)特性的單個(gè)變量值轉(zhuǎn)換為多個(gè)，即需要對(duì)被估計(jì)量進(jìn)行sigma化。具體過程為首先以被估計(jì)量為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過對(duì)稱采樣的方法形成對(duì)應(yīng)個(gè)數(shù)的參考點(diǎn)，以被估計(jì)量的方差和均值大小為參照量，設(shè)置這些參考點(diǎn)和被估計(jì)量相同的均值和方差。UT變換和卡爾曼濾波相結(jié)合形成UKF，這種算法主要運(yùn)用卡爾曼濾波的思想，但是在求解后續(xù)時(shí)刻電池SOC的預(yù)測(cè)值和測(cè)量值時(shí)，通過采樣點(diǎn)來計(jì)算。UKF通過設(shè)計(jì)加權(quán)點(diǎn)δ，來近似表示n維目標(biāo)采樣點(diǎn)，計(jì)算這些δ點(diǎn)通過非線性函數(shù)的傳播，再利用非線性狀態(tài)方程來更新得到相應(yīng)濾波值，對(duì)目標(biāo)持續(xù)修正，最后獲得理想的狀態(tài)值。該方法被稱之為閉環(huán)估算算法，具有較小的計(jì)算誤差。3.3電池的建模與參數(shù)辨識(shí)3.3.1電池模型的建立電池SOC估算首先需要搭建合適有效的電池模型。Thevenin模型[50]是模型中的典型，它能較好的模擬電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)出現(xiàn)的極化現(xiàn)象以及單體電池的動(dòng)靜態(tài)特性；電池內(nèi)阻容易受到運(yùn)行環(huán)境的影響，該模型能夠相對(duì)精準(zhǔn)地模擬電池的工作過程，且其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，相對(duì)而言更符合動(dòng)力電池的模型建立與仿真。Thevenin模型如圖3-1所示。如下圖3-1所示，ocU為等效電路模型開路電壓，1R為極化電阻，1C為極化電容，0R為歐姆電阻，系統(tǒng)的狀態(tài)變量為SOC和1U，ki為系統(tǒng)輸入，電池電壓U為系統(tǒng)輸出。圖3-1Thevenin等效電池模型圖Fig.3-1TheveninEquivalentBatteryModelDiagram

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]淺析軌道用工程車視野分析[J]. 周浩宇,袁新輝,陳章.  技術(shù)與市場(chǎng). 2019(08)
[2]淺談通信用鉛酸蓄電池未來發(fā)展趨勢(shì)[J]. 付培良,李長(zhǎng)雷,黃娟英.  蓄電池. 2019(03)
[3]電動(dòng)汽車電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[J]. 申明,高青,王炎,張?zhí)鞎r(shí).  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2019(07)
[4]一種基于AD7795模數(shù)轉(zhuǎn)換器的低功耗PT100溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 邸彩蕓.  工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置. 2019(01)
[5]電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)通信故障定位分析及其改進(jìn)[J]. 朱浩,杜勇志,文明,尹會(huì)春,趙丹.  江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(01)
[6]電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真測(cè)試研究[J]. 楊劉倩,徐興無,張敏,王自衛(wèi).  中國(guó)測(cè)試. 2018(S1)
[7]一種應(yīng)用于鋰電池組管理系統(tǒng)多路DC/DC電源設(shè)計(jì)[J]. 李博,李德全.  電源技術(shù). 2018(10)
[8]基于安時(shí)積分法的電池SOC估算[J]. 徐尖峰,張穎,甄玉,曹久鶴.  汽車實(shí)用技術(shù). 2018(18)
[9]基于多片LTC6803-4級(jí)聯(lián)的電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 于振紅,張向文,黃斌.  電源技術(shù). 2018(07)
[10]基于主動(dòng)均衡策略的電動(dòng)汽車用鋰電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J]. 王燦燁,劉庚辛,王鑫泉,符興鋒.  汽車技術(shù). 2018(06)

碩士論文
[1]軌道交通車輛電池管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 郭甜.北京交通大學(xué) 2018
[2]基于MC9S12XET256和AD7280鋰電池組管理系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)[D]. 王振世.遼寧大學(xué) 2012
[3]基于Code Warrior集成開發(fā)環(huán)境的調(diào)試器原理及實(shí)現(xiàn)[D]. 肖漢.電子科技大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3559036