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

1、能源日益緊缺和環(huán)境污染加劇是人類世界面臨的兩大突出性難題。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)汽車行業(yè)得到了快速的發(fā)展，汽車總量呈現(xiàn)了階梯式的遞增趨勢(shì)。傳統(tǒng)汽車行業(yè)在服務(wù)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和人們生活需求的同時(shí)，也大大增加了資源消耗和環(huán)境污染。有著低功耗、低噪聲、零污染特點(diǎn)的純電動(dòng)汽車，被公認(rèn)為是未來(lái)汽車。動(dòng)力鋰電池有著十分突出的儲(chǔ)能和動(dòng)力性能，被認(rèn)為是當(dāng)前純電動(dòng)汽車最合適的動(dòng)力裝置。但是，如果缺乏優(yōu)秀的電池管理技術(shù)，動(dòng)力鋰電池成組以后的性能表現(xiàn)會(huì)遠(yuǎn)低于單個(gè)電池，在

2、電動(dòng)汽車身上則表現(xiàn)出行駛里程短、安全性低、后期電池更換成本高等問(wèn)題。因此，純電動(dòng)汽車要想得到市場(chǎng)的認(rèn)可，就必須克服這一難題，提高純電動(dòng)汽車這一新型產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
　　本文首先研究分析了鋰電池的基本工作特性，對(duì)電池管理系統(tǒng)中的電池荷電狀態(tài)（SOC）估算、均衡管理、最大功率預(yù)測(cè)、絕緣管理等幾個(gè)方面進(jìn)行了重點(diǎn)研究。鋰電池SOC是直接反應(yīng)汽車剩余行駛里程的指標(biāo)，它的精確估算是目前研究的瓶頸和重點(diǎn)之一。本文先以戴維南（Thevenin）模型

3、為系統(tǒng)模型，介紹了如何運(yùn)用擴(kuò)展卡爾曼濾波法實(shí)現(xiàn)對(duì)電池 SOC的估計(jì)，并根據(jù)該模型的固有缺陷以及鋰電池的工作特性，提出了一種新式的基于雙模型的擴(kuò)展卡爾曼濾波法估算SOC。均衡管理可以有效的提高鋰電池組的不一致性，目前的均衡管理系統(tǒng)中常把鋰電池端電壓作為均衡對(duì)象，利用均衡電路使各電池的端電壓保持一致。但電壓的一致性并不能切實(shí)的增加電池組的可用容量。因此，本文在以反激變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為均衡電路的基礎(chǔ)上，通過(guò)保持鋰電池之間SOC的一致性，以實(shí)現(xiàn)電

4、池之間真正意義上的均衡。
　　本文中純電動(dòng)汽車鋰電池管理系統(tǒng)的硬件框架，采用了集中-分散式的結(jié)構(gòu)。上層主控制器為 TMS320F2812型 DSP，它負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的主要工作，包括均衡管理、電量估算、安全管理、充放電控制、故障處理、數(shù)據(jù)處理等。底層控制器由 Atmega32單片機(jī)構(gòu)成，每個(gè)單片機(jī)負(fù)責(zé)8個(gè)電池的電壓和溫度的采集，以及對(duì)應(yīng)均衡單元的控制。主控DSP和整車控制器、底層單片機(jī)以及充電機(jī)之間的通信都通過(guò) CAN總線實(shí)現(xiàn)。本文系