電動(dòng)汽車鋰離子電池管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、在能源緊缺和環(huán)境污染等問(wèn)題日益嚴(yán)重的今天，世界各國(guó)都在積極的加強(qiáng)對(duì)電動(dòng)汽車的研究。其中，電池管理系統(tǒng)(BMS)作為電動(dòng)汽車關(guān)鍵部分，主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)管理和維護(hù)電池組正常工作。電池管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能包括充放電狀態(tài)安全監(jiān)測(cè)和保護(hù)、SOC(State of Charge，荷電狀態(tài))估計(jì)、電池組充放電均衡、工作故障報(bào)告與診斷等多個(gè)方面。BMS保障電池組能夠安全、可靠的工作，降低和避免不合理的使用對(duì)電池組造成能量的浪費(fèi)和電池?fù)p害，從而提高電池組的

2、工作效率和延長(zhǎng)電池組的循環(huán)工作壽命。因此，對(duì)BMS的深入研究對(duì)于加大電動(dòng)車推廣和使用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文在分析了現(xiàn)有BMS研究水平的基礎(chǔ)上，結(jié)合鋰離子電池組本身的特點(diǎn)，研究、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了BMS。本文工作的主要研究?jī)?nèi)容如下：首先，在分析鋰離子電池工作特性的基礎(chǔ)上，介紹了現(xiàn)有電池模型的特點(diǎn)，利用二階RC等效電路對(duì)鋰離子電池進(jìn)行建模，提出了在采用電流脈沖響應(yīng)實(shí)驗(yàn)曲線離線辨識(shí)得到模型參數(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用最小二乘法實(shí)現(xiàn)等效電路模型的

3、參數(shù)在線辨識(shí)，并在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下對(duì)電池二階RC等效電路模型進(jìn)行仿真試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證二階等效電路模型能夠準(zhǔn)確地描述電池工作特性。其次，分析當(dāng)前常用的SOC估算算法的優(yōu)缺點(diǎn)，討論將擴(kuò)展卡爾曼濾波技術(shù)應(yīng)用在SOC估算算法中可行性，提出了依據(jù)開路電壓法、修正安時(shí)法和 EKF(擴(kuò)展卡爾曼濾波)混合估算 SOC算法，并通過(guò)采用MATLAB/SIMULINK對(duì)SOC估算算法進(jìn)行建模仿真，結(jié)果驗(yàn)證了基于EKF的混合SOC估算算法

4、的有效性。然后，分析電池組工作時(shí)出現(xiàn)一致性惡化原因和危害，對(duì)當(dāng)前常用的均衡控制策略的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)比較，并設(shè)計(jì)了一種主動(dòng)均衡控制模型和策略，并采用循環(huán)充放電實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了主動(dòng)均衡方案的有效性。最后，提出了總體功能的設(shè)計(jì)方案，將總體功能分成管理功能、保護(hù)功能、通信功能三大功能，介紹了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并對(duì)系統(tǒng)硬件中最小系統(tǒng)、存儲(chǔ)、電源、保護(hù)、采集和通信等多個(gè)模塊進(jìn)行具體描述，論述了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并分別介紹了主程序、A/D采樣子程序、電池狀