本文關(guān)鍵詞：基于PIC24HJ256GP610的電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)

  更多相關(guān)文章： 電池管理系統(tǒng) 狀態(tài)檢測(cè) 剩余電量評(píng)估 均衡控制

【摘要】：電動(dòng)汽車是以動(dòng)力電池作為動(dòng)力源的新型汽車,與傳統(tǒng)汽車相比它更環(huán)保,更節(jié)省能源,所以更具有廣闊的發(fā)展前景。近些年來,各國(guó)政府及科研機(jī)構(gòu)加大了對(duì)電動(dòng)汽車行業(yè)的研究,使其得到了快速的發(fā)展,專家預(yù)測(cè)電動(dòng)汽車在不久的將來將會(huì)取代傳統(tǒng)的燃油汽車?yán)^而成為人們的主流交通工具。目前,電動(dòng)汽車主要存在續(xù)航能力差,電池壽命短和運(yùn)行可靠性差的問題,作為電動(dòng)汽車的直接動(dòng)力源,電池的性能高低將直接影響了電動(dòng)汽車在未來發(fā)展的速度。作為電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)則是提高電池性能和保護(hù)汽車安全運(yùn)行的關(guān)鍵,因此一個(gè)良好的電池管理系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)汽車的高效安全運(yùn)行至關(guān)重要。本文介紹了基于PIC24HJ256GP610芯片為核心的電池管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包含了硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和通信系統(tǒng)三大部分,實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池的電壓、電流、溫度等信息的采集檢測(cè),信息狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示,均衡控制,安全保護(hù)和電池SoC(State of Charge,剩余電量)的估算。首先,本文以磷酸鐵鋰電池作為研究對(duì)象,介紹了電池的工作原理,研究了磷酸鐵鋰電池的充放電特性,分析了磷酸鐵鋰電池相比于其他動(dòng)力電池的優(yōu)缺點(diǎn),建立等效電路模型,對(duì)比了現(xiàn)有常見的幾種SoC的評(píng)估方法,并利用擴(kuò)展卡爾曼濾波法結(jié)合開路電壓法的方法對(duì)電池進(jìn)行SoC評(píng)估,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證SoC評(píng)估的偏差不超過5%。然后,本文開發(fā)了基于PIC24HJ256GP610芯片和LTC6802芯片為核心的硬件與軟件平臺(tái)。硬件系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)方法,主要包括電源模塊、存儲(chǔ)模塊、檢測(cè)采集模塊、通信模塊、絕緣檢測(cè)模塊、均衡控制模塊以及復(fù)用模塊,完成了硬件采集電路的設(shè)計(jì)。另外,軟件系統(tǒng)主要完成了信息在系統(tǒng)內(nèi)的傳遞和交換,本文利用CAN總線協(xié)議,SPI總線協(xié)議完成了主控制板內(nèi)的信息交換和主控制板與上位機(jī)之間的通信,完成了對(duì)電池狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)顯示,電池的均衡控制與電池的安全保護(hù)。最后,通過此次的電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的研究,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的軟硬件聯(lián)調(diào),有效地保護(hù)了鋰電池的正常工作運(yùn)行,系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：電池管理系統(tǒng) 狀態(tài)檢測(cè) 剩余電量評(píng)估 均衡控制
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究的目的與意義9-10
• 1.2 電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 現(xiàn)有電池管理系統(tǒng)的不足12
• 1.2.4 本文需要完成的任務(wù)12-13
• 1.3 本文的主要研究工作13-14
• 第2章 電池管理系統(tǒng)的整體功能設(shè)計(jì)14-22
• 2.1 磷酸鐵鋰電池的工作原理14
• 2.2 磷酸鐵鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)14-16
• 2.2.1 磷酸鐵鋰電池的優(yōu)點(diǎn)14-15
• 2.2.2 磷酸鐵鋰電池的缺點(diǎn)15-16
• 2.3 磷酸鐵鋰電池的充放電特性16-18
• 2.3.1 磷酸鐵鋰電池的充電16
• 2.3.2 磷酸鐵鋰電池的放電16-18
• 2.4 影響磷酸鐵鋰電池性能的主要因素18-19
• 2.5 電池管理系統(tǒng)的功能19-20
• 2.5.1 電池信息的檢測(cè)19
• 2.5.2 電池SoC的估算19
• 2.5.3 電池的均衡管理19
• 2.5.4 電池的安全保護(hù)19-20
• 2.5.5 電池管理系統(tǒng)的CAN通信20
• 2.5.6 電池管理系統(tǒng)的SPI通信20
• 2.5.7 電池管理系統(tǒng)的上位機(jī)20
• 2.6 電池管理系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)20-21
• 2.7 本章總結(jié)21-22
• 第3章 電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)22-36
• 3.1 電動(dòng)汽車電池管理整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22-23
• 3.2 PIC24HJ256GP610簡(jiǎn)介23-24
• 3.2.1 16位架構(gòu)23
• 3.2.2 低功耗技術(shù)23-24
• 3.3 主控單元的硬件電路設(shè)計(jì)24-30
• 3.3.1 電源模塊24-25
• 3.3.2 JTAG程序下載及復(fù)位電路模塊25-26
• 3.3.3 電池組總電壓采集電路模塊26-27
• 3.3.4 電池組總電流采集電路模塊27-28
• 3.3.5 電池組溫度采集電路模塊28-29
• 3.3.6 電池單體電壓采集電路模塊29-30
• 3.4 CAN通信電路設(shè)計(jì)30-31
• 3.5 復(fù)用模塊31
• 3.6 絕緣檢測(cè)模塊31-32
• 3.7 電池組的均衡控制模塊32-34
• 3.8 硬件設(shè)計(jì)調(diào)試34-35
• 3.9 抗干擾和低功耗技術(shù)35
• 3.10 本章總結(jié)35-36
• 第4章 電池管理系統(tǒng)的SOC評(píng)估與軟件設(shè)計(jì)36-51
• 4.1 電池管理系統(tǒng)的SoC評(píng)估36-44
• 4.1.1 電池管理系統(tǒng)SoC的定義36
• 4.1.2 影響電池管理系統(tǒng)SoC的因素36-37
• 4.1.3 幾種常見的電池管理系統(tǒng)SoC估算方法37-39
• 4.1.4 卡爾曼濾波結(jié)合開路電壓法SOC估算模型的建立39-42
• 4.1.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證SoC估算方法42-44
• 4.2 電池管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)44-49
• 4.2.1 系統(tǒng)軟件主程序設(shè)計(jì)44-45
• 4.2.2 系統(tǒng)初始化程序設(shè)計(jì)45-46
• 4.2.3 系統(tǒng)采集模塊程序設(shè)計(jì)46-47
• 4.2.4 CAN通信軟件設(shè)計(jì)47-49
• 4.3 本章小結(jié)49-51
• 第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析51-55
• 5.1 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)51-52
• 5.2 數(shù)據(jù)采集的結(jié)果比較52-53
• 5.2.1 單體電池電壓采集的結(jié)果比較52
• 5.2.2 電池電流采集的結(jié)果比較52-53
• 5.2.3 電池溫度采集的結(jié)果比較53
• 5.3 均衡測(cè)試53-54
• 5.4 本章總結(jié)54-55
• 第6章 總結(jié)與展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-58
• 致謝58

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 溫家鵬;姜久春;張維戈;文鋒;;電池更換模式下電池管理系統(tǒng)的研究[J];高技術(shù)通訊;2010年04期

2 劉文珍;范兵;;電池管理系統(tǒng)專利布局分析[J];中國(guó)集成電路;2011年10期

3 劉文珍;金鵬;;電池管理系統(tǒng)故障自診斷的系統(tǒng)研究[J];電氣技術(shù);2012年04期

4 姜久春;;電池管理系統(tǒng)的概況和發(fā)展趨勢(shì)[J];新材料產(chǎn)業(yè);2007年08期

5 伍星;王杰;;混合動(dòng)力汽車電池管理系統(tǒng)的分析[J];機(jī)械制造與自動(dòng)化;2008年05期

6 劉保杰;王艷;殷天明;;電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)[J];電氣自動(dòng)化;2010年01期

7 岳仁超;王艷;;電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];低壓電器;2010年11期

8 汪洋;;一種新型鋰電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2010年14期

9 惠鴻忠;;串聯(lián)混合動(dòng)力公交車電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程;2011年03期

10 陳竹;;電池管理系統(tǒng)中基本物理量的采集方法[J];電動(dòng)自行車;2011年11期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 肖秀玲;王貴明;;低成本、高性能電動(dòng)車電池管理系統(tǒng)的研究[A];工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用實(shí)踐——全國(guó)（第五屆）煉鋼、連鑄和軋鋼自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

2 張國(guó)輝;王金龍;;鎳鋅電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[A];第二十六屆中國(guó)（天津）2012IT、網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)、電子、儀器儀表創(chuàng)新學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2012年

3 陶銀鵬;余強(qiáng);朱德祥;;純電動(dòng)汽車分布式電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];第九屆河南省汽車工程技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

4 黃誠(chéng)剛;尹華軍;;淺析鋰電池、充電機(jī)電池管理系統(tǒng)之間的工作關(guān)系[A];西南汽車信息：2011年上半年合刊[C];2011年

5 肖秀玲;;基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的輕型電動(dòng)車電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[A];2002中國(guó)電動(dòng)汽車研究與開發(fā)[C];2002年

6 胡順璽;;純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的研究[A];2012重慶汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2012年

7 胡順璽;;純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的研究[A];西南汽車信息：2012年上半年合刊[C];2012年

8 傅堯;潘博;鄭百祥;;基于主動(dòng)均衡技術(shù)的電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)[A];第十四屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)第19分會(huì)場(chǎng)：電動(dòng)汽車充放電技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

9 楊巍;魏學(xué)哲;;先進(jìn)ECU開發(fā)技術(shù)及其應(yīng)用[A];中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)汽車電子技術(shù)分會(huì)第七屆（2006）年會(huì)暨學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

10 劉芳;高力;劉陽;;小波去噪方法在動(dòng)力電池管理系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];2013中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2013年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 本報(bào)記者 于丹;發(fā)展新能源汽車 電池管理系統(tǒng)肩負(fù)重任[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2009年

2 記者 賈婧;福田汽車與英飛凌簽訂合作備忘錄[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

3 記者趙文娟;拜特測(cè)控公司與丹麥一著名企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手[N];寧波日?qǐng)?bào);2009年

4 本報(bào)記者 李松戰(zhàn);“努力在發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)中有更大作為”[N];洛陽日?qǐng)?bào);2010年

5 記者 耿挺;上理教授組團(tuán)承接科技項(xiàng)目[N];上海科技報(bào);2007年

6 北京國(guó)之企業(yè)專利應(yīng)急和預(yù)警咨詢服務(wù)中心 于立彪　郝志國(guó) 羅嘯;新能源電池管理系統(tǒng)專利態(tài)勢(shì)分析[N];中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào);2011年

7 沈睿;讓軌道交通“電力十足”[N];中國(guó)航天報(bào);2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張金龍;動(dòng)力電池組SOC估算及均衡控制方法研究[D];天津大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬園;電池管理系統(tǒng)模擬測(cè)試平臺(tái)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];大連交通大學(xué);2012年

2 尚鴻;鋰離子電池組管理系統(tǒng)SOC估算方法研究[D];天津理工大學(xué);2015年

3 楊偉;電動(dòng)汽車動(dòng)力電池管理系統(tǒng)SOC估計(jì)的研究[D];燕山大學(xué);2015年

4 簡(jiǎn)俊鵬;純電動(dòng)汽車鋰電池管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];江西理工大學(xué);2015年

5 鄭峰;DC-DC變換器在電池管理系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2015年

6 楊濤;大學(xué)生方程式純電動(dòng)賽車鋰電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 何軍;動(dòng)力鋰電池組管理系統(tǒng)SOC估算研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

8 劉謙;適用于AGV的鋰電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西南科技大學(xué);2015年

9 卿平勇;混合動(dòng)力汽車電池管理系統(tǒng)故障診斷與健康管理研究[D];北京理工大學(xué);2015年

10 彭安平;基于飛思卡爾單片機(jī)的電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)[D];電子科技大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：891490