混合动力汽车锂电池管理系统的研究

【摘要】：新世纪以来，能源危机和环境污染日趋严峻，为了缓解各方面的问题，混合动力汽车作为新能源交通工具，已逐渐受到广泛重视，其核心功能单元是电池管理系统，能够提示续航里程、延长电池寿命以及确保行车安全，所以研究更合理且更实用的的电池管理系统对缓解能源和环境问题来说有非常重要的意义。 论文首先分析了混合动力汽车的发展状况以及锂电池的发展状况，然后分析了锂电池的工作原理和电特性以及锂电池的选取。通过对现有的多种电池估算方法的分析和总结，综合考虑到精确性和实用性，建立了支持向量机神经网络模型，并通过MATLAB进行仿真。然后以赛普瑞斯公司研发的PSoC3系列芯片CY8C3866PVI-070为本系统的控制芯片，设计了锂电池管理系统的硬件电路，其中还包括温度、电流、电压信号采集以及电量均衡电路和CAN通信等部分电路的设计。同时，LTC6803作为一款针对电池测量的新型专用电压芯片，均衡电路与电压采集电路都是通过该芯片来完成。 软件设计上应用模块化思路，先设计出系统软件的总体流程，然后分别设计了各外特性部分信息采集、电量均衡、剩余电量估算、通信和故障诊断等几个模块的程序流程。最后搭建了试验台架，并在试验台上进行锂电池管理系统的测试研究，验证了该管理系统的外特性信息采集、均衡电路控制、剩余电量估算以及通信等功能的正确性和适用性。 【关键词】：混合动力汽车 锂电池管理系统 剩余电量 支持向量机 神经网络 电压均衡
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究的背景及意义10
• 1.2 混合动力汽车的发展状况10-12
• 1.2.1 国外发展现状11-12
• 1.2.2 国内发展状况12
• 1.3 电池管理系统的现状与发展12-14
• 1.3.1 国内外研究状况13
• 1.3.2 发展前景13-14
• 1.4 本课题的研究内容14-15
• 第2章 锂电池特点分析及 SOC 算法研究15-28
• 2.1 锂电池的特点分析15-19
• 2.1.1 工作原理15
• 2.1.2 结构特点15-16
• 2.1.3 技术参数16
• 2.1.4 充放电特性16-18
• 2.1.5 性能影响因素18-19
• 2.2 锂电池 SOC 的涵义和影响因子19-20
• 2.2.1 电池 SOC 的涵义19
• 2.2.2 影响 SOC 的重要因素19-20
• 2.3 剩余电量 SOC 的算法研究20-26
• 2.3.1 现有 SOC 算法的特点分析20-21
• 2.3.2 支持向量机网络模型的建立21-26
• 2.3.3 模型仿真结果分析26
• 2.4 本章小结26-28
• 第3章 锂电池管理系统整体设计28-39
• 3.1 电池管理的硬件设计28-33
• 3.1.1 系统硬件构成28-29
• 3.1.2 主控芯片选取29-30
• 3.1.3 信号采集电路设计30-33
• 3.1.4 CAN 总线电路设计33
• 3.2 电池管理的软件设计33-38
• 3.2.1 系统整体软件设计思路34-35
• 3.2.2 系统子程序软件设计35-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第4章 锂电池管理系统测试与分析39-47
• 4.1 实验方法39-41
• 4.1.1 方案选取39
• 4.1.2 设备选取39-40
• 4.1.3 实验原理40-41
• 4.2 系统测试过程41-44
• 4.2.1 温度信号采集41
• 4.2.2 电流信号采集41-42
• 4.2.3 电压信号采集42-43
• 4.2.4 充放电波形结果图43-44
• 4.3 系统整体调试44-46
• 4.4 本章小结46-47
• 结论47-48
• 参考文献48-51
• 攻读学位期间发表的学术论文51-52
• 致谢52

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