基于混合动力汽车的磷酸铁锂电池管理系统研究

【摘要】：当今节能环保已经成为时代主题之一,汽车行业如何才能节能减排实现可持续发展是汽车工业的研究方向,混合动力汽车应运而生,被认为汽车工业的新革命。正如研究传统汽车必须研究发动机技术,研究混合动力汽车就必须在动力电池系统技术上有所突破。电池是混合动力汽车的重要动力源,如果不能对电池进行监控和管理,那么不仅不能发挥电池的充放电能力,更有可能造成用户的危险,不利于混合动力汽车发展。 论文以混合动力汽车用磷酸铁锂电池管理系统为研究对象,从电池SOC算法提出、特性试验、电池离线仿真到软硬件实现分别进行了研究。 首先,论文对常用单体电池SOC算法进行理论分析和比较,指出开路电压和等效电路结合的算法在准确度和实用性上都具有一定优势。其次,根据单体电池SOC算法理论要求,进行了一系列单体电池充放电实验,计算出单体电池SOC算法所需参数值；结合实际使用情况,在单体算法基础上补充了模块电池充放电试验,完成模块电池SOC算法并利用MATLAB simulink建立电池SOC算法模型进行离线仿真；为了进一步验证SOC算法在实际工程应用中的准确度,实现理论与实际之间的无缝连接和控制器的快速实现,论文利用dSPACE快速控制原型技术进行了半实物仿真,两种仿真结果都显示算法完全符合要求。最后,论文对电池管理系统进行了整体设计,使得电池管理系统在具备常用功能基础上,具有通用性、绝缘监测能力和均衡能力并绘制出硬件图和软件程序框图。 【关键词】：混合动力汽车 磷酸铁锂电池 SOC算法 电池管理系统
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM912;U463.633
【目录】：

• 致谢3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 课题研究背景8-11
• 1.1.1 混合动力汽车概况8-9
• 1.1.2 动力电池概况9-11
• 1.2 电池管理系统研究意义及现状11-15
• 1.2.1 电池管理系统研究意义11-12
• 1.2.2 电池管理系统研究现状12-15
• 1.3 研究内容15-17
• 第二章 电池SOC估算方法17-24
• 2.1 电池SOC定义及容量影响因素17-19
• 2.2 电池SOC算法19-23
• 2.2.1 实用型SOC算法19-20
• 2.2.2 研究型SOC算法20-21
• 2.2.3 论文电池SOC算法21-23
• 2.3 小结23-24
• 第三章 电池特性试验及算法实现24-44
• 3.1 单体电池特性试验24-35
• 3.1.1 电池试验原理24-26
• 3.1.2 单体电池试验过程26-31
• 3.1.3 试验数据处理和SOC算法实现31-35
• 3.2 模块电池特性试验35-43
• 3.2.1 模块电池特性试验原理35-38
• 3.2.2 模块电池特性试验过程38-39
• 3.2.3 数据处理和成组SOC算法实现39-43
• 3.3 小结43-44
• 第四章 电池SOC算法仿真验证44-53
• 4.1 Simulink离线仿真验证44-47
• 4.1.1 Simulink模型建立44-47
• 4.1.2 Simulink离线仿真结果47
• 4.2 BMS半实物仿真47-52
• 4.2.1 半实物仿真原理47-48
• 4.2.2 半实物仿真硬件连接48-50
• 4.2.3 半实物仿真模型建立50-52
• 4.2.4 半实物仿真结果52
• 4.3 小结52-53
• 第五章 电池管理系统软硬件设计实现53-64
• 5.1 电池管理系统功能要求53-54
• 5.2 电池管理系统总布置形式54
• 5.3 电池管理系统硬件设计54-60
• 5.3.1 电池管系统主芯片54-55
• 5.3.2 电池管理系统电压、电流和温度采集模块55-56
• 5.3.3 电池管理系统绝缘监测模块56-58
• 5.3.4 电池管理系统均衡模块实现58-59
• 5.3.5 电池管系统模块通讯59-60
• 5.4 电池管理系统软件流程图60-63
• 5.5 小结63-64
• 第六章 全文总结、创新点与展望64-66
• 6.1 全文总结64
• 6.2 创新点64-65
• 6.3 展望65-66
• 参考文献66-68
• 详细摘要68-69
• ABSTRACT69-70

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