本文關(guān)鍵詞：純電動汽車磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 電池管理系統(tǒng) SOE估算 STM32 LTC6803-4 絕緣檢測

【摘要】：近年來,隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)汽車保有量的持續(xù)增長加速了化石能源的消耗并帶來嚴(yán)重的尾氣污染。純電動汽車憑借其零排放、低能耗、低噪音、便于維修等特點(diǎn),已成為未來汽車的發(fā)展方向。磷酸鐵鋰電池具有高能量密度、高輸出功率及良好充放電特性等優(yōu)勢,被認(rèn)為是目前最適合作為純電動汽車的動力源。由于磷酸鐵鋰電池組在使用的過程中,需進(jìn)行電池組狀態(tài)評估、電池間電壓均衡、安全管理等,因此一套良好的電池管理系統(tǒng)對整個電池組安全及其性能發(fā)揮具有重大意義。本文根據(jù)實(shí)際使用情況對系統(tǒng)功能進(jìn)行規(guī)劃,確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為高度一體化集成型,并對系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析設(shè)計(jì),包括:通過對磷酸鐵鋰電池特性及現(xiàn)有SOC估算方法進(jìn)行研究分析,提出一種基于功率積分估算電池能量狀態(tài)SOE的算法,以此替換電池組SOC值;在電池組狀態(tài)信息采集方面,利用LTC6803-4實(shí)現(xiàn)電池組電壓、溫度采集,通過開環(huán)型霍爾電流傳感器、結(jié)合運(yùn)放電路及數(shù)字濾波處理完成高精度電流轉(zhuǎn)換;在信息交互方面,通過規(guī)劃CAN總線通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)與各類車載設(shè)備通信;利用電池組與車身電路模型完成電池組與車輛間的絕緣檢測;根據(jù)電池狀態(tài)信息及絕緣檢測結(jié)果,對多個電磁繼電器進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的熱管理及安全控制管理;采用被動均衡策略實(shí)現(xiàn)電池電壓間的均衡。最終完成電池管理系統(tǒng)的軟硬件的設(shè)計(jì)、編寫。通過搭建快速充放電平臺,對電池管理系統(tǒng)軟硬件進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試、測試,相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象表明:系統(tǒng)在電池電壓、溫度、電流采集的精度較高,SOE值估算誤差控制在5%以內(nèi),CAN總線通信穩(wěn)定,均衡效果明顯,熱管理及安全控制方法可靠。最后,將系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際裝車測試,結(jié)果表明SOE可準(zhǔn)確表征電池組能量狀態(tài),并可預(yù)測車輛行駛里程。經(jīng)過將近3000KM的實(shí)際測試,各功能模塊運(yùn)行可靠穩(wěn)定,達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果。
【關(guān)鍵詞】：電池管理系統(tǒng) SOE估算 STM32 LTC6803-4 絕緣檢測
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72;TP315
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 車載電池概況11-13
• 1.3 電池管理系統(tǒng)概況13-16
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 課題來源及意義16
• 1.5 論文的主要工作與研究內(nèi)容16-18
• 第二章 系統(tǒng)功能規(guī)劃及關(guān)鍵技術(shù)分析18-36
• 2.1 系統(tǒng)功能架構(gòu)18-20
• 2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇20-21
• 2.3 單體電池電壓采集方案確定21-23
• 2.4 SOC估算23-27
• 2.4.1 SOC估算常用方法23-25
• 2.4.2 基于功率積分的SOE與SOH估算25-27
• 2.5 均衡方式及策略設(shè)計(jì)27-30
• 2.6 絕緣檢測30-33
• 2.7 CAN總線通信33-35
• 2.7.1 CAN總線簡介33
• 2.7.2 CAN總線協(xié)議規(guī)劃33-35
• 2.8 本章小結(jié)35-36
• 第三章 電池管理系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)36-49
• 3.1 電池管理系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)36-37
• 3.2 微控制器及其基本電路37-39
• 3.2.1 微控制器硬件資源分配37-38
• 3.2.2 最小系統(tǒng)及JTAG接口38-39
• 3.3 供電模塊39-40
• 3.4 采集模塊電路40-43
• 3.4.1 電壓與溫度采集電路40-42
• 3.4.2 電流采集電路42-43
• 3.5 均衡回路43-44
• 3.6 安全控制電路44
• 3.7 絕緣檢測電路44-46
• 3.8 充電接口檢測46-47
• 3.9 CAN通信接口電路47
• 3.10 硬件抗干擾設(shè)計(jì)47-48
• 3.11 本章小結(jié)48-49
• 第四章 電池管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)49-66
• 4.1 軟件設(shè)計(jì)概述49-52
• 4.1.1 開發(fā)環(huán)境配置49-50
• 4.1.2 uC/OS-II操作系統(tǒng)簡介及移植50-52
• 4.2 軟件主程序設(shè)計(jì)52-54
• 4.3 軟件子程序設(shè)計(jì)54-64
• 4.3.1 電池電壓溫度采集子程序54-56
• 4.3.2 電流采集子程序56-57
• 4.3.3 SOE及SOH估算子程序57-58
• 4.3.4 絕緣檢測子程序58-60
• 4.3.5 CAN通信子程序60-61
• 4.3.6 電池狀態(tài)分析子程序61-62
• 4.3.7 均衡控制子程序62-63
• 4.3.8 安全控制子程序63-64
• 4.4 軟件抗干擾設(shè)計(jì)64-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 第五章 系統(tǒng)測試與運(yùn)行結(jié)果66-78
• 5.1 快速充放電平臺測試66-75
• 5.1.1 快速充放電平臺介紹66-68
• 5.1.2 測試過程及結(jié)果分析68-75
• 5.2 實(shí)際裝車測試75-77
• 5.2.1 試驗(yàn)車參數(shù)概況76
• 5.2.2 測試過程及結(jié)果分析76-77
• 5.3 本章小結(jié)77-78
• 第六章 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 總結(jié)78-79
• 6.2 展望79-80
• 致謝80-81
• 參考文獻(xiàn)81-84
• 附錄A CAN通信協(xié)議84-86
• 附錄B uC/OS-II操作系統(tǒng)移植關(guān)鍵代碼86-89
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果89

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