純電動汽車用鋰電池管理系統(tǒng)的研究

【摘要】： 出于能源和環(huán)境的考慮,電動汽車在各國政府和汽車制造商的共同推動下取得了快速的發(fā)展。純電動汽車因能真正的實現(xiàn)“零排放”而成為電動汽車的重要發(fā)展方向之一。鋰離子電池以其能量密度大、電壓平臺高等優(yōu)良的性能成為純電動汽車的理想動力源。然而,鋰離子電池的抗濫用能力較差。鋰離子電池,特別是成組鋰離子電池的的安全性和長壽命成為鋰離子電池使用管理中急需解決的問題。 針對目前鋰電池管理中存在的問題,本論文以北京奧運用純電動大巴為應用背景,對純電動汽車用鋰電池管理系統(tǒng)的開發(fā)進行了研究。 論文首先研究了鋰離子電池的基本工作原理,從鋰離子電池內部機理的角度分析了影響鋰離子電池性能利用和安全性的幾個方面因素,并對電池的一些特性進行了測試。在此基礎上,圍繞鋰離子電池安全和有效利用的目標,從車用鋰電池的使用環(huán)節(jié)和工作環(huán)境進行分析,提出了鋰電池SOC估算、熱管理、電池組的絕緣檢測和鋰電池組的充電模式等四個方面的管理策略。最后,設計了鋰電池管理系統(tǒng)的硬件電路,并將電池使用的管理策略提煉成軟件算法嵌入到電池管理系統(tǒng)中應用。 奧運會期間,共計有50輛裝有這套電池管理系統(tǒng)的純電動大巴投入到電動公交運營,并實現(xiàn)了“零故障”穩(wěn)定運行。 【關鍵詞】：純電動汽車 鋰電池管理系統(tǒng) 充電模式 鋰電池安全性 SOC估算
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 純電動汽車的發(fā)展10-11
• 1.2 車用電池的發(fā)展11-14
• 1.2.1 車用電池的概述11-13
• 1.2.2 車用鋰電池的發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 鋰電池管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 車載鋰電池使用中面臨的一些問題14-15
• 1.3.2 目前的鋰電池管理技術15-16
• 1.4 課題來源和研究內容16-18
• 1.4.1 課題來源16-17
• 1.4.2 主要研究工作17-18
• 2 鋰電池的原理特性分析18-30
• 2.1 鋰離子電池的基本原理18-25
• 2.1.1 鋰離子電池的工作原理18
• 2.1.2 鋰離子電池的結構18-20
• 2.1.3 電池的主要技術參數(shù)20-21
• 2.1.4 鋰離子電池的OCV—SOC特性測試21-25
• 2.2 鋰離子電池性能影響的主要因素25-26
• 2.3 車用鋰離子電池的安全性26-30
• 3 鋰電池的管理策略研究30-46
• 3.1 鋰電池SOC的估算30-35
• 3.1.1 SOC估算的意義30
• 3.1.2 現(xiàn)有的SOC估算方法30-33
• 3.1.3 鋰電池組SOC估算方案33-35
• 3.2 鋰電池的熱管理35-37
• 3.2.1 熱管理的必要性35-36
• 3.2.2 熱管理的方案36-37
• 3.3 鋰電池組的絕緣檢測37-42
• 3.3.1 絕緣檢測的意義37-38
• 3.3.2 絕緣檢測的方案選擇38-40
• 3.3.3 絕緣檢測電路的參數(shù)選取40-42
• 3.4 鋰電池組的充電模式42-46
• 3.4.1 基于電池組端電壓的充電模式42-44
• 3.4.2 電池管理和充電機配合的充電模式44-46
• 4 鋰電池管理系統(tǒng)的實現(xiàn)46-66
• 4.1 系統(tǒng)的硬件電路46-58
• 4.1.1 整體設計46-48
• 4.1.2 主控模塊硬件電路48-52
• 4.1.3 測控模塊硬件電路52-58
• 4.2 系統(tǒng)的軟件設計58-66
• 4.2.1 主控模塊部分58-63
• 4.2.2 測控模塊部分63-66
• 5 管理系統(tǒng)的現(xiàn)場運行試驗66-69
• 5.1 現(xiàn)場運行情況66
• 5.2 試驗驗證分析66-69
• 5.2.1 電池充電數(shù)據分析66-67
• 5.2.2 絕緣檢測的驗證67-69
• 6 結論69-71
• 6.1 總結69-70
• 6.2 對今后工作的思考70-71
• 參考文獻71-72
• 作者簡歷72-74
• 學位論文數(shù)據集74

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