本文關(guān)鍵詞：基于CAN總線的電動汽車動力電池能量管理系統(tǒng)研究　出處：《華南理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 電動汽車 動力電池 BMS 能量管理 安全防護

【摘要】：能源危機與環(huán)境壓力日益凸顯的背景下,發(fā)展電動汽車成為推動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大趨勢。動力電池及其控制技術(shù)是電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一,也是制約電動汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸。動力電池管理系統(tǒng)(BMS)是動力電池控制技術(shù)的核心,對電池系統(tǒng)的高效管理與控制,可以優(yōu)化電池組工作性能、延長電池組使用壽命并保障其安全性,可使整車能量控制策略有效執(zhí)行,對電池能量管理系統(tǒng)進行研究具有重要意義。本論文以某款純電動乘用車動力電池系統(tǒng)開發(fā)為基礎(chǔ),以動力電池管理系統(tǒng)為研究對象,側(cè)重能量管理與安全防護的內(nèi)容,對動力電池管理系統(tǒng)的硬件及軟件進行設(shè)計,通過Matlab中Stateflow/Simulink工具對系統(tǒng)進行基于CAN通訊建模仿真分析以改進系統(tǒng)軟件控制策略,并進行實車試驗,采用CANape軟件對CAN Logger采集的數(shù)據(jù)進行分析,驗證設(shè)計的動力電池能量管理系統(tǒng)的功能的可靠性與穩(wěn)定性。主要研究內(nèi)容有:(1)分析國內(nèi)外關(guān)于電池管理系統(tǒng)的研究方法與思路,提出從系統(tǒng)的能量管理與安全防護角度出發(fā),基于CAN通訊對電池管理系統(tǒng)展開研究。(2)完成動力電池系統(tǒng)電氣選型,設(shè)計動力電池能量管理系統(tǒng)總體方案。(3)設(shè)計電池能量管理系統(tǒng)的硬件主板、從板以及高壓板方案。硬件主板設(shè)計包括供電電源、數(shù)字量/模擬量輸入、高端/低端驅(qū)動輸出、PWM輸入/輸出、CAN通訊等內(nèi)容;硬件從板設(shè)計了包括供電電源、均衡電路、接口定義、CAN通訊等內(nèi)容;高壓板設(shè)計了系統(tǒng)功能、電氣接口以及CAN通訊的內(nèi)容。(4)分析高壓上下電各控制節(jié)點的響應(yīng)原則,研究正常高壓上下電時序以及緊急高壓下電時序,利用Stateflow/Simulink工具對上下電時序控制進行基于CAN信號的建模仿真分析,并實車試驗驗證上下電控制邏輯。(5)分析電池管理系統(tǒng)的故障情況并定義故障等級,設(shè)計BMS故障閥值表以及狀態(tài)跳轉(zhuǎn)圖,對BMS的多種工作模式控制進行基于CAN信號的仿真建模分析。(6)分析研究了預(yù)充電過程、快充過程、慢充過程、高壓互鎖回路(HVIL)及絕緣檢測的內(nèi)容,對其控制邏輯基于CAN信號建模仿真分析,并進行實車驗證。實車試驗表明設(shè)計的電池能量管理系統(tǒng)功能可靠、工作穩(wěn)定,論文的研究對電動汽車動力電池管理系統(tǒng)設(shè)計與動力電池系統(tǒng)開發(fā)提供一定的理論和應(yīng)用價值及有益借鑒。
[Abstract]:Under the background of the increasingly prominent energy crisis and environmental pressure, the development of electric vehicles has become a big trend to promote the development of the automobile industry. Power battery and its control technology are one of the key technologies for the development of electric vehicles, and also a bottleneck restricting the development of the industrialization of electric vehicles. Battery management system (BMS) is the core of power battery control technology, control and management of the battery system is efficient, can optimize the battery performance and prolong the service life of the battery and ensure the safety of the vehicle, the energy control strategy implementation, research on the battery management system has important significance. In this paper, a pure electric passenger car battery power system development based on battery management system as the research object, focusing on energy management and security protection of content, design of hardware and software of battery management system, through the Stateflow/Simulink Matlab tool in the system to improve the software control strategy based on CAN communication system modeling simulation analysis and real vehicle tests of CAN Logger collected data were analyzed by CANape software, the reliability and stability and verify the design of the battery energy management system function. The main research contents are as follows: (1) analyze the research methods and ideas of battery management system both at home and abroad, and put forward the research of battery management system based on CAN communication from the perspective of system energy management and safety protection. (2) complete the electric battery system electrical selection, design the power battery energy management system overall plan. (3) design the hardware board of the battery energy management system, the slave board and the high pressure board. The hardware design includes the motherboard power supply, analog / digital input / output drive, high-end low-end PWM, input / output, CAN communication etc.; hardware design includes power supply, balanced circuit, interface definition, CAN communications and other content from the board; the pressure plate design of the system function, electrical interface and CAN communication. Content. (4) on the analysis of the high pressure under the control of electrical node response principle, the research on high voltage electric timing normal and emergency under high pressure electric timing, the use of Stateflow/Simulink tools for modeling and simulation analysis of CAN signal based on the control of electric timing, and vehicle test on electric control logic. (5) analyze the failure situation of battery management system, define the fault level, design the BMS fault threshold table and the state jump diagram, and simulate and analyze the BMS's multiple working mode control based on CAN signal. (6) the contents of pre charging process, fast charging process, slow charging process, high voltage interlock circuit (HVIL) and insulation detection are analyzed and studied. The control logic is modeled and simulated based on CAN signal and verified by real vehicle. The real vehicle test shows that the battery energy management system designed is reliable and stable. The research of this paper can provide some theoretical and applied value and useful reference for the design of electric vehicle battery management system and the development of power battery system.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72

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本文編號：1340488