纯电动汽车动力型锂电池管理系统的研究与设计

【摘要】：随着传统燃油汽车所带来的环境污染和能源短缺问题日益严重，纯电动汽车以其零排放、低噪音等优点越来越受到世界各国的重视。动力型锂电池以其他电池无法比拟的优越性成为目前最适合作为纯电动汽车动力源的能量载体。而锂电池因其自身的特点，使用过程中需要相应的管理系统来保证其安全工作。 本论文在分析锂电池使用过程中所存在的问题的基础上，基于目前已存在的电池管理系统设计方案，针对一款纯电动汽车用锂电池管理系统展开相关研究。本电池管理系统采取主控板+单元保护板架构的电池管理系统方案，主控板采用稳定性好、抗干扰能力强的PIC18F4680芯片，单元板采用锂电池管理专用芯片OZ8920。系统采用集中-分散式网络拓扑结构、模块化设计思路，以提高整个系统的可靠性、可扩展性和可维护性；并针对纯电动汽车使用环境的复杂恶劣以及强电磁干扰的特性，采用软硬件联合控制的方法，使得整个系统具有强抗干扰能力、高可靠性和较好的实时性。 本论文在系统通讯模块、充放电控制模块、均衡模块和绝缘检测模块等硬件电路设计的基础上，对系统主程序、软件分析保护、SOC计算程序等进行了分析，并在实验室条件下对电池管理系统进行了功能测试，验证了本电池管理系统的实用性。 【关键词】：纯电动汽车 锂电池 电池管理系统 OZ8920
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U469.722;TP315
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 选题背景和意义9-10
• 1.2 纯电动汽车概述10-12
• 1.3 电池管理系统国内外研究发展现状12-14
• 1.3.1 国外研究发展现状12-13
• 1.3.2 国内研究发展现状13-14
• 1.4 论文主要内容和章节安排14-15
• 1.4.1 论文主要内容14-15
• 1.4.2 章节安排15
• 1.5 本章小结15-16
• 第2章 电池管理系统整体方案研究16-26
• 2.1 纯电动汽车对电池的性能要求16-17
• 2.2 常用动力电池介绍17-18
• 2.3 锂电池的基本工作原理18-20
• 2.4 电动汽车对电池管理系统的要求20
• 2.5 电池管管理系统功能20-22
• 2.6 系统的整体方案设计与研究22-25
• 2.6.1 系统方案研究22-23
• 2.6.2 系统方案设计23-25
• 2.7 本章小结25-26
• 第3章 硬件系统的设计与实现26-46
• 3.1 管理系统的硬件电路结构26-27
• 3.2 主控板硬件设计27-37
• 3.2.1 主控制器简介28-29
• 3.2.2 电源部分29-30
• 3.2.3 系统充电放电控制电路30-32
• 3.2.4 绝缘检测模块32-34
• 3.2.5 通信模块34-37
• 3.3 单元板硬件设计37-44
• 3.3.1 OZ8920 简介37-39
• 3.3.2 电池单体电压采样及均衡电路39-41
• 3.3.3 温度检测与电流检测电路41-42
• 3.3.4 单元板硬件保护电路42-43
• 3.3.5 单元板与主控板通信隔离电路43-44
• 3.4 硬件抗干扰措施44-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 软件系统的设计46-56
• 4.1 软件系统整体设计思想46
• 4.2 主控板软件设计46-55
• 4.2.1 主控板软件结构图46-47
• 4.2.2 主控板主程序设计47-48
• 4.2.3 数据采样模块程序设计48-49
• 4.2.4 主控板软件保护控制程序设计49-51
• 4.2.5 主控板 SOC 计算模块程序设计51-55
• 4.3 本章小结55-56
• 第5章 电池管理系统功能测试56-61
• 5.1 单体电压精度测试56-57
• 5.2 电流检测精度测试57-58
• 5.3 温度采样测试58-59
• 5.4 电池过放/过充电控制功能测试59-60
• 5.5 本章小结60-61
• 第6章 总结与展望61-63
• 6.1 总结61-62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果68

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