【摘要】：隨著國(guó)家大力支持新能源汽車的發(fā)展,我國(guó)的電動(dòng)汽車研發(fā)制造水平不斷進(jìn)步。電池是電動(dòng)汽車的動(dòng)力來源,所以,電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)(Battery Management System, BMS)顯得尤為重要�！癡”型開發(fā)模式作為一個(gè)高效的標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)流程,在汽車電子領(lǐng)域開發(fā)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,但是在電動(dòng)汽車BMS開發(fā)中的應(yīng)用還比較少。傳統(tǒng)BMS的開發(fā)流程依賴于程序員手動(dòng)編程,需要程序員付出大量時(shí)間和精力在編程、調(diào)試、糾察錯(cuò)誤和驗(yàn)證代碼等上面,不能滿足市場(chǎng)對(duì)電動(dòng)汽車BMS開發(fā)周期和效率的要求。本文的工作是探索一種高效、可靠的電動(dòng)汽車BMS開發(fā)模式。本文以電動(dòng)汽車BMS為研究對(duì)象,針對(duì)電動(dòng)汽車使用的金屬鋰離子電池進(jìn)行了等效電路模型的選擇和參數(shù)識(shí)別,設(shè)計(jì)了基于擴(kuò)展卡爾曼濾波法的電池荷電狀態(tài)(State of Charge, SOC)估算方法,減少了傳統(tǒng)安時(shí)積分法估算SOC的累積誤差。設(shè)計(jì)了電池?zé)峁芾怼⒕夤芾砗统潆娍刂频入姵毓芾聿呗?使用Matlab/Simulink平臺(tái)進(jìn)行了建模仿真,驗(yàn)證了模型的邏輯正確性。使用dSPACE公司的TargetLink自動(dòng)代碼生成工具完成了自動(dòng)代碼的生成工作,并進(jìn)行了模型在環(huán)、軟件在環(huán)、處理器在環(huán)三步仿真,驗(yàn)證了代碼的運(yùn)行精度,對(duì)代碼的尺寸,內(nèi)存占用做了評(píng)估。應(yīng)用此代碼,結(jié)合osCAN可移植操作系統(tǒng),建立了BMS的CodeWarrior IDE工程,將程序刷寫到EV05電池管理系統(tǒng)主板中,實(shí)現(xiàn)了BMS程序在硬件的正確運(yùn)行和實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度。與傳統(tǒng)開發(fā)方法相比較,本文將“V”型開發(fā)模式和自動(dòng)代碼生成技術(shù)應(yīng)用于電動(dòng)汽車BMS的開發(fā),該方法可以在開發(fā)階段同步完成對(duì)控制策略和產(chǎn)品代碼的驗(yàn)證,代碼的更新和模型的更新可以實(shí)現(xiàn)同步,在BMS模型的輸入輸出變量不變的前提下,模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化不會(huì)對(duì)產(chǎn)品級(jí)代碼的銜接產(chǎn)生影響,使用自動(dòng)代碼生成工具生成的代碼在可讀性、執(zhí)行時(shí)間、可移植性和內(nèi)存使用情況等方面更為規(guī)范也更為穩(wěn)定,使用操作系統(tǒng)對(duì)BMS任務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度更為靈活和準(zhǔn)確。該開發(fā)方法可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成電動(dòng)汽車BMS的原型設(shè)計(jì),加快BMS模型到產(chǎn)品級(jí)代碼的開發(fā)速度,縮短BMS的開發(fā)周期,提高開發(fā)效率。
[Abstract]:With the development of new energy vehicles, the level of electric vehicle R & D and manufacturing in China is improving. Battery is the power source of electric vehicle, so the battery management system (Battery Management System, BMS) of electric vehicle is very important. It has been widely used in the field of automobile electronics, but it is less used in BMS development of electric vehicle. The traditional BMS development process depends on the programmer's manual programming, which requires the programmer to spend a lot of time and energy on programming, debugging, error checking and verification code, which can not meet the requirements of the market for the BMS development cycle and efficiency of electric vehicles. The work of this paper is to explore an efficient and reliable BMS development model for electric vehicles. In this paper, the BMS of electric vehicle is taken as the research object, the equivalent circuit model and parameter identification of the metal lithium ion battery used in electric vehicle are selected, and the (State of Charge, SOC) estimation method of battery charge state based on extended Kalman filter is designed. The cumulative error of SOC estimation by traditional time integration method is reduced. The battery management strategies, such as battery thermal management, balanced management and charge control, are designed and simulated using Matlab/Simulink platform to verify the logic correctness of the model. Using the TargetLink automatic code generation tool of dSPACE Company, the automatic code generation is completed, and the model in loop, software in the loop and processor in the loop are simulated in three steps to verify the running accuracy of the code and the size of the code, and the simulation results show that the model is in the loop, the software is in the loop and the processor is in the loop. Memory usage is evaluated. Using this code and combining with osCAN portable operating system, the CodeWarrior IDE project of BMS is established, and the program brush is written into the main board of EV05 battery management system, which realizes the correct running of BMS program in hardware and real-time task scheduling. Compared with the traditional development method, this paper applies the "V" development mode and automatic code generation technology to the development of electric vehicle BMS. The method can synchronously complete the verification of control strategy and product code during the development phase. The update of the code and the update of the model can be synchronized. Under the premise of invariant input and output variables of the BMS model, the change of the internal structure of the model will not affect the cohesion of the product-level code. The code generated by the automatic code generation tool is more standardized and stable in readability, execution time, portability and memory usage, and the real-time scheduling of BMS tasks using the operating system is more flexible and accurate. This method can complete the prototype design of BMS in a short time, speed up the development from BMS model to product-level code, shorten the development cycle of BMS, and improve the development efficiency.
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72

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