電動汽車鋰離子電池管理系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、在能源緊缺和環(huán)境污染等問題日益嚴重的今天，世界各國都在積極的加強對電動汽車的研究。其中，電池管理系統(tǒng)(BMS)作為電動汽車關鍵部分，主要負責實時管理和維護電池組正常工作。電池管理系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能包括充放電狀態(tài)安全監(jiān)測和保護、SOC(State of Charge，荷電狀態(tài))估計、電池組充放電均衡、工作故障報告與診斷等多個方面。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電池組造成能量的浪費和電池損害，從而提高電池組的

2、工作效率和延長電池組的循環(huán)工作壽命。因此，對BMS的深入研究對于加大電動車推廣和使用具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文在分析了現(xiàn)有BMS研究水平的基礎上，結合鋰離子電池組本身的特點，研究、設計并實現(xiàn)了BMS。本文工作的主要研究內(nèi)容如下：首先，在分析鋰離子電池工作特性的基礎上，介紹了現(xiàn)有電池模型的特點，利用二階RC等效電路對鋰離子電池進行建模，提出了在采用電流脈沖響應實驗曲線離線辨識得到模型參數(shù)的基礎上，應用最小二乘法實現(xiàn)等效電路模型的

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

4、的有效性。然后，分析電池組工作時出現(xiàn)一致性惡化原因和危害，對當前常用的均衡控制策略的優(yōu)缺點進行詳細比較，并設計了一種主動均衡控制模型和策略，并采用循環(huán)充放電實驗驗證了主動均衡方案的有效性。最后，提出了總體功能的設計方案，將總體功能分成管理功能、保護功能、通信功能三大功能，介紹了系統(tǒng)硬件設計實現(xiàn)，并對系統(tǒng)硬件中最小系統(tǒng)、存儲、電源、保護、采集和通信等多個模塊進行具體描述，論述了系統(tǒng)軟件設計實現(xiàn)，并分別介紹了主程序、A/D采樣子程序、電池狀