本文關鍵詞：動力型磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：面臨著日益突出的燃油供求矛盾和環(huán)境污染問題,世界各主要汽車產業(yè)強國紛紛加快了新能源汽車的研發(fā)步伐,電動汽車已經成為了汽車產業(yè)的發(fā)展方向。其中,電池是電動汽車必不可少的動力裝置,而磷酸鐵鋰電池以性能上的優(yōu)越性成為了動力源的首選。作為電動汽車的動力裝置,對磷酸鐵鋰電池組的安全性、成本和續(xù)航里程等均有較高的要求。電池管理系統(tǒng)正是致力于研究提升動力電池組使用的安全性、可靠性和效率的關鍵技術之一。本文以由8個電池單體構成的50Ah磷酸鐵鋰電池組為研究對象,分析其機理,對其性能進行了測試。設計了一套以DSP為核心的電池管理系統(tǒng),對電池工作狀態(tài)進行監(jiān)測,提高了電池荷電狀態(tài)(State of Charge,SOC)估算的精度,增強了電池使用的安全性與可靠性。首先,對電池管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀進行了總結,對電池的特性進行了深入研究。通過對比不同SOC估算方法的優(yōu)缺點,在原有BP(Back Propagation,BP)神經網(wǎng)絡的基礎上,提出了一種改進的粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)加以優(yōu)化,提高了網(wǎng)絡的SOC估算精度。其次,以TMS320F2812為控制芯片,對電池管理系統(tǒng)(Battery Management System,BMS)的硬件和軟件電路進行了設計。根據(jù)系統(tǒng)要求,分別設計了電池狀態(tài)信息檢測電路、通信電路、均衡控制電路和保護電路等硬件電路。同時,完成了主程序設計、電池信息檢測子程序設計、通信子程序設計、SOC估算子程序設計等。最后,對本文所設計的電池管理系統(tǒng)進行了整體調試。搭建了電池管理系統(tǒng)整體測試平臺,對BMS的信號采集功能和通信功能進行了驗證,通過設計實驗,完成了電池管理系統(tǒng)均衡控制和SOC估算功能的測試。實驗表明,本文所設計的電池管理系統(tǒng)信號采集精度符合管理系統(tǒng)的設計要求,各部分之間能夠有效地進行通信,均衡控制和SOC估算有較好的效果。
【關鍵詞】：動力型磷酸鐵鋰電池 電池管理系統(tǒng) 核電狀態(tài) 信號采集
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題研究的背景10-11
• 1.2 電池管理系統(tǒng)國內外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 電池管理系統(tǒng)的國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 電池管理系統(tǒng)的國內研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 電池管理系統(tǒng)具有的結構和功能13-14
• 1.4 本文研究的主要內容14-15
• 第2章 磷酸鐵鋰電池及其SOC估算方法的研究15-30
• 2.1 磷酸鐵鋰電池工作原理及性能優(yōu)勢15-18
• 2.1.1 磷酸鐵鋰電池概述15-16
• 2.1.2 磷酸鐵鋰電池特點16-18
• 2.2 磷酸鐵鋰電池特性的實驗研究18-22
• 2.2.1 磷酸鐵鋰電池開路電壓特性的實驗研究19-20
• 2.2.2 磷酸鐵鋰電池溫度特性的實驗研究20-21
• 2.2.3 磷酸鐵鋰電池SOC與放電倍率關系的研究21-22
• 2.3 SOC估算方法22-25
• 2.3.1 SOC的概念及影響因素22-24
• 2.3.2 常用的SOC估算方法24-25
• 2.4 改進的PSO-BP神經網(wǎng)絡25-29
• 2.4.1 BP神經網(wǎng)絡介紹25
• 2.4.2 改進的粒子群優(yōu)化算法設計25-27
• 2.4.3 估算網(wǎng)絡的構建27-28
• 2.4.4 網(wǎng)絡預測結果分析28-29
• 2.5 本章小結29-30
• 第3章 動力型磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)的硬件設計30-40
• 3.1 系統(tǒng)整體方案結構設計30-33
• 3.1.1 中央控制單元設計31-33
• 3.2 電池信息采集電路設計33-35
• 3.2.1 電流采樣電路設計33-34
• 3.2.2 二階濾波電路及保持電路設計34
• 3.2.3 A/D保護電路34-35
• 3.3 溫度采樣電路35
• 3.4 單體電壓監(jiān)測及均衡控制35-37
• 3.4.1 單體電壓監(jiān)測36-37
• 3.4.2 均衡控制37
• 3.5 CAN通信電路設計37-38
• 3.6 保護電路38-39
• 3.7 本章小結39-40
• 第4章 動力型磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)的軟件設計40-50
• 4.1 軟件開發(fā)環(huán)境介紹40
• 4.2 系統(tǒng)主程序設計40-42
• 4.3 系統(tǒng)子程序設計42-49
• 4.3.1 電流檢測子程序42
• 4.3.2 單體電壓檢測子程序42-43
• 4.3.3 溫度檢測子程序43-44
• 4.3.4 均衡控制子程序44-45
• 4.3.5 故障判斷子程序45-46
• 4.3.6 SOC估算子程序46-47
• 4.3.7 CAN通信模塊47-49
• 4.4 本章小結49-50
• 第5章 動力型磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)的測試50-57
• 5.1 通信模塊測試50-51
• 5.2 信號采集測試51-52
• 5.3 電池管理系統(tǒng)調試52-56
• 5.3.1 BMS整體測試52-54
• 5.3.2 均衡方案測試54-55
• 5.3.3 SOC實驗55-56
• 5.4 本章小結56-57
• 結論57-58
• 參考文獻58-62
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文62-63
• 致謝63

【參考文獻】

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本文編號：488085