適用于低速電動(dòng)汽車的鋰電池組管理系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著資源與環(huán)境雙重壓力的持續(xù)增大，節(jié)能、減排的電動(dòng)汽車成為國(guó)家中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃中重點(diǎn)支持和發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。動(dòng)力電池組是電動(dòng)汽車的能量源，為了保證電動(dòng)汽車可靠與安全地運(yùn)行，功能完備的動(dòng)力電池組管理系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的必備裝置。
　　低速電動(dòng)汽車在市場(chǎng)上已得到普遍推廣，為了提高車用鋰電池組的可靠性，延長(zhǎng)電池組的使用壽命和增加其續(xù)航里程，本文研究了一種適用于低速電動(dòng)汽車的鋰電池組管理系統(tǒng)。管理系統(tǒng)由主控模塊和從控模塊組成。主控模塊以主控制器STM

2、23F103VET6為核心，通過(guò)從控模塊采集電池電壓、溫度，由電流傳感器ACS758LCB采集電池組充放電電流，并綜合利用電池的電壓、電流、溫度估算電池組剩余電量。根據(jù)電池電壓、電流的狀況，判斷是否發(fā)生過(guò)充、過(guò)放或過(guò)流，從而對(duì)電池組采取相應(yīng)的保護(hù)措施。從控模塊選用高精度的集成芯片LTC6804-2完成電池電壓采集與電池被動(dòng)均衡，同時(shí)主控制器根據(jù)電池電壓控制獨(dú)立充電單元對(duì)電池組進(jìn)行主動(dòng)均衡，主動(dòng)和被動(dòng)均衡方式相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池組高效率的均

3、衡控制。從控模塊還利用靈敏度高的NTC熱敏電阻采集每節(jié)電池的溫度，根據(jù)電池溫度情況，控制風(fēng)扇進(jìn)行熱管理。
　　該系統(tǒng)基于Visual Studio2010環(huán)境設(shè)計(jì)了上位機(jī)監(jiān)控軟件，便于查看電池組工作狀態(tài)。上位機(jī)監(jiān)控軟件通過(guò)Modbus-RTU通訊協(xié)議和RS232串口，與鋰電池組管理系統(tǒng)硬件進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)獲取電池組工作狀態(tài)并顯示、存儲(chǔ)。用戶可根據(jù)需求在上位機(jī)上設(shè)置充放電保護(hù)電壓、過(guò)流保護(hù)電流值、均衡開(kāi)啟電壓等參數(shù)。為了得到高精度的剩

4、余電量（SOC），在擴(kuò)展卡爾曼濾波法、安培時(shí)間積分法和開(kāi)路電壓法的基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)型擴(kuò)展卡爾曼濾波算法。該算法對(duì)SOC估算值進(jìn)行電流、溫度補(bǔ)償及修正，彌補(bǔ)了開(kāi)路電壓法不能實(shí)時(shí)估計(jì)的不足，改善了安培時(shí)間積分法的估算精度。
　　通過(guò)對(duì)24串磷酸鐵鋰電池組進(jìn)行充放電實(shí)驗(yàn)，對(duì)系統(tǒng)的功能、精度、均衡效果進(jìn)行了測(cè)試與分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電池管理系統(tǒng)中單體電池電壓采樣精度小于5mV，電池組總電壓采樣精度達(dá)到0.5％，電流采樣精度達(dá)到1%，