純電動(dòng)汽車用鋰電池狀況估算方法研究及管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、汽車作為一種便捷的交通出行工具在人們?nèi)粘Ｉ钪性桨l(fā)不可或缺。隨著全球汽車保有量的急劇增長(zhǎng)，其對(duì)環(huán)境的污染和能源安全的威脅已然成為亟需解決的問題。純電動(dòng)汽車作為新一代的清潔交通工具，以其無污染、噪聲小、能源轉(zhuǎn)換率高等優(yōu)點(diǎn)，迅速成為了未來汽車工業(yè)的發(fā)展方向。電池管理系統(tǒng)(BMS)作為純電動(dòng)汽車核心部件之一已成為現(xiàn)階段研究的熱點(diǎn)，它不僅應(yīng)該有效的監(jiān)控和管理車載電池組，提升其工作性能、延長(zhǎng)使用壽命，而且還要對(duì)可能出現(xiàn)的故障和突發(fā)情況采取必要措施

2、，確保行駛安全性。
　　本文在研究鋰電池基本特性及電池模型的基礎(chǔ)上，針對(duì)濰坊某電池公司生產(chǎn)的純電動(dòng)汽車用72V-200Ah磷酸鐵鋰電池，設(shè)計(jì)了電池管理系統(tǒng)。主要完成工作如下:
　　(1)在分析多種電池模型的基礎(chǔ)上，建立鋰電池戴維南(Thevenin)等效電路模型。在不同溫度和電池健康狀態(tài)下，運(yùn)用復(fù)合脈沖功率性能(HPPC)測(cè)試方法對(duì)電池充放電過程中的模型參數(shù)進(jìn)行辨識(shí);
　　(2)提出一種基于安時(shí)積分法-擴(kuò)展卡爾曼濾波算

3、法(Ah-EKF)的鋰電池SOC估算方法，利用加權(quán)方法結(jié)合安時(shí)積分法和擴(kuò)展卡爾曼濾波算法估算出SOC最優(yōu)值，并運(yùn)用Matlab軟件進(jìn)行仿真。另外，運(yùn)用雙擴(kuò)展卡爾曼濾波(DEKF)算法，通過對(duì)電池組荷電狀況(SOC)和歐姆內(nèi)阻R0的不斷更新來實(shí)時(shí)估算電池組健康狀況(SOH)值;
　　(3)在硬件設(shè)計(jì)部分，根據(jù)電池管理系統(tǒng)功能要求，采用模塊化設(shè)計(jì)思想將整個(gè)系統(tǒng)分為中央主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和通信模塊三部分，以TMS320F2812數(shù)字

4、信號(hào)處理器和MSP430F149單片機(jī)為主處理器完成單體電壓采集、節(jié)點(diǎn)溫度采集、均衡控制、供電電源、總電壓電流采集、控制器局域網(wǎng)(CAN)通信等功能模塊的電路設(shè)計(jì)和元件選型;
　　(4)在軟件設(shè)計(jì)部分，采用分層和模塊化思想編寫三大模塊主程序、各功能模塊子程序以及SOC、SOH算法程序，并將它們聯(lián)合起來實(shí)現(xiàn)軟件整體功能;
　　(5)運(yùn)用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對(duì)電池管理系統(tǒng)進(jìn)行單體電壓采集精度等測(cè)試實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)證明系統(tǒng)采集精度和估算精度