電動汽車動力電池均衡管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、動力電池組作為電動汽車運行過程中主要的能量來源,電池組的穩(wěn)定性和可靠性直接影響電動汽車的性能,而電池的一致性是判斷電池組性能優(yōu)劣的關鍵指標之一。研制有效的電池均衡管理系統(tǒng),是解決電池組不一致性問題的必要手段。然而,國內外電池均衡管理技術主要集中在對電池組整體的管理上,采用電池組截止電壓單一變量的被動均衡方式,這樣只能滿足電動汽車的基本要求,并不能有效解決電池不一致性所造成的不良影響;雖然有些是采用多變量主動均衡方式,但是并沒有考慮電池組

2、工作狀態(tài)和電動汽車行駛狀況對均衡操作的影響,系統(tǒng)的適應性和可靠性較差。
　　基于此,本文綜合分析了影響電池組不一致性的關鍵因素及電池均衡管理技術的特點,提出一種雙層集散式電池均衡管理系統(tǒng)的設計方案,主要研究內容包括:
　　(1)設計了一種雙層集散式均衡電路,利用同軸多繞組DC-DC變換器實現(xiàn)頂層模塊間能量的轉移,通過電容均衡和電阻均衡對底層模塊內單體間進行均衡操作;
　　(2)根據(jù)電池組不同工作狀態(tài),在靜置、充電和放電

3、過程中分別制定了不同的均衡控制策略,滿足電動汽車車載在線均衡的需要;
　　(3)采用單體電池電壓、電池組分散度和電池組SOC作為均衡變量,研究利用單體間電壓差計算均衡步長的均衡操作方法;
　　(4)設計了基于CAN總線通信系統(tǒng),將均衡管理系統(tǒng)設計成一個CAN總線節(jié)點,可以通過CAN總線和電池管理系統(tǒng)進行通信;
　　(5)在均衡管理系統(tǒng)軟件設計方面,引入μC/OS-II操作系統(tǒng),按照均衡管理系統(tǒng)中不同功能,設計成了不同的

4、任務函數(shù)和中斷服務子程序;采用LabVIEW設計上位機軟件。
　　論文特色及創(chuàng)新之處:
　　(1)在均衡電路設計方面,采用同軸多繞組DC-DC變換器、電容均衡和電阻均衡相結合的均衡實現(xiàn)方式,既提高均衡速度,也減少了能量的耗散;
　　(2)在均衡控制策略制定方面,考慮到電池的工作狀態(tài)(靜置、充電和放電)和電動汽車的運行狀況(加速、減速和勻速),有針對性制定均衡控制策略,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適應性;
　　(3)在均衡