純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的研究

【摘要】： 隨著社會(huì)的發(fā)展以及能源、環(huán)保等問(wèn)題的日益突出,純電動(dòng)汽車以其零排放,噪聲低等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視,被稱作綠色環(huán)保車。作為發(fā)展電動(dòng)車的關(guān)鍵技術(shù)之一的電池管理系統(tǒng)(BMS),是電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。本課題配合“基于開關(guān)磁阻電機(jī)的電動(dòng)汽車的研制”,研制適用于純電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)。 電池管理系統(tǒng)直接檢測(cè)及管理電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能電池運(yùn)行的全過(guò)程,包括電池基本信息測(cè)量、電量估計(jì)、單體電池間的均衡、電池故障診斷幾個(gè)方面。 本論文主要工作是研制適用于純電動(dòng)汽車的蓄電池管理系統(tǒng)。研究鉛酸蓄電池二階模型的建立與剩余容量的卡爾曼濾波估算方法。分析鉛酸蓄電池的基本工作原理和影響蓄電池組剩余容量SOC(state of charge)的主要因素。 介紹了基于DSP2407的蓄電池組控制器的硬件平臺(tái),完成DSP小系統(tǒng)、電池?cái)?shù)據(jù)采集電路、信號(hào)調(diào)理電路、CAN總線相關(guān)電路等硬件電路設(shè)計(jì)、調(diào)試、完善。獨(dú)立完成系統(tǒng)所有軟件設(shè)計(jì),包括:主程序設(shè)計(jì),電池基本信息檢測(cè)子程序設(shè)計(jì),電池剩余電量卡爾曼濾波估算程序設(shè)計(jì),電池狀態(tài)檢測(cè)子程序設(shè)計(jì),CAN收發(fā)子程序設(shè)計(jì),EEPROM讀寫子程序設(shè)計(jì)。 最后,在電動(dòng)汽車上搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),將鉛酸蓄電池組與設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)聯(lián)合進(jìn)行調(diào)試、試驗(yàn)。測(cè)得了相關(guān)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果表明,本文介紹的電池管理系統(tǒng)硬件電路可靠、經(jīng)濟(jì)、抗干擾能力強(qiáng)?？梢詫?shí)現(xiàn):電池電壓、電流、溫度的模擬量采集;剩余電量的計(jì)算和電池狀態(tài)的判斷;實(shí)時(shí)顯示,故障時(shí)報(bào)警等BMS相關(guān)功能。 【關(guān)鍵詞】：電池管理系統(tǒng) SOC 卡爾曼濾波 DSP CAN
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-17
• 1.1 電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)概述11-15
• 1.1.1.電池管理系統(tǒng)的國(guó)外研究狀況11-13
• 1.1.2.電池管理系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)研究狀況13-14
• 1.1.3.電池管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能14-15
• 1.2 課題研究意義以及內(nèi)容15-17
• 1.2.1.課題研究的意義15-16
• 1.2.2.課題研究的內(nèi)容16-17
• 2 鉛酸電池的剩余容量以及SOC估算的研究17-33
• 2.1 鉛酸蓄電池17-20
• 2.1.1.鉛酸蓄電池基本工作原理17-18
• 2.1.2.鉛酸蓄電池主要性能指標(biāo)18-20
• 2.2 鉛酸電池的剩余容量以及SOC的計(jì)算20-23
• 2.2.1.鉛酸電池的剩余容量20-21
• 2.2.2.鉛酸電池SOC的估算方法21-23
• 2.3 電池剩余電量的卡爾曼濾波估計(jì)23-33
• 2.3.1.電池的等效電路模型24-25
• 2.3.2.電池SOC的卡爾曼濾波估計(jì)25-27
• 2.3.3.電池模型參數(shù)的確定27-29
• 2.3.4.仿真分析29-33
• 3 電池管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)33-37
• 3.1 系統(tǒng)方案選擇33-34
• 3.2 電池狀態(tài)檢測(cè)34-35
• 3.3 CAN通信35-37
• 4 電池管理系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)37-51
• 4.1 電池管理的硬件結(jié)構(gòu)37-38
• 4.2 DSP及其外圍電路設(shè)計(jì)38-42
• 4.2.1.TMS320LF2407A芯片介紹38-39
• 4.2.2.電源和復(fù)位電路39-40
• 4.2.3.晶體振蕩器接口電路40
• 4.2.4.存儲(chǔ)器擴(kuò)展接口40-41
• 4.2.5.外部EEPRAM接口41-42
• 4.3 電池信息采集電路42-47
• 4.3.1.電壓巡回檢測(cè)電路42-44
• 4.3.2.電流采集電路44-46
• 4.3.3.二階濾波及采樣保持電路46
• 4.3.4.溫度采集電路46-47
• 4.4 A/D保護(hù)電路47-48
• 4.5 CAN通訊接口電路48
• 4.6 液晶顯示48-49
• 4.7 硬件PCB的抗干擾設(shè)計(jì)49
• 4.8 本章小節(jié)49-51
• 5 電池管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)51-67
• 5.1 軟件設(shè)計(jì)概述51-54
• 5.1.1.軟件開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介51-52
• 5.1.2.DSP資源分配52-54
• 5.2 主程序及其相關(guān)子程序設(shè)計(jì)54-63
• 5.2.1.主程序設(shè)計(jì)54-55
• 5.2.2.電池信息采集子程序55-57
• 5.2.3.EEPROM讀寫子程序57-60
• 5.2.4.電池狀態(tài)判斷子程序60-61
• 5.2.5.CAN發(fā)送子程序61-63
• 5.3 中斷服務(wù)程序63-65
• 5.3.1.電池剩余電量的卡爾曼濾波估計(jì)中斷服務(wù)程序63-64
• 5.3.2.CAN郵箱2接收中斷服務(wù)程序64-65
• 5.4 軟件抗干擾設(shè)計(jì)65-66
• 5.5 本章小節(jié)66-67
• 6 電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)67-75
• 6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>67
• 6.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)67-69
• 6.3 電池信息檢測(cè)實(shí)驗(yàn)69-71
• 6.4 CAN通信顯示實(shí)驗(yàn)71-72
• 6.5 本章小結(jié)72-75
• 結(jié)論75-77
• 參考文獻(xiàn)77-79
• 作者簡(jiǎn)歷79-81
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集81

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電動(dòng)車電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)    高琛;

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新型電動(dòng)汽車鋰電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    董超;李立偉;張洪偉;

電池管理系統(tǒng)控制策略的開發(fā)    祁星鑫;

基于駕駛意圖模糊識(shí)別的PHEV輸出轉(zhuǎn)矩控制的研究    林巨廣;顧杰;朱茂飛;

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純電動(dòng)客車整車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制策略研究    郭溫文

基于EMT的純電動(dòng)城市客車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)    樊榮

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電動(dòng)汽車無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    高鋒健

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微機(jī)控制充電電池自動(dòng)檢測(cè)儀    曹恩波,李燕

鋰離子電池工業(yè)的發(fā)展與展望    胡紹杰,徐保伯

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電動(dòng)汽車SOC估計(jì)方法原理與應(yīng)用    林成濤,王軍平,陳全世

電動(dòng)車電池均衡控制的建模與分析    宮學(xué)庚,齊鉑金

CAN總線點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊應(yīng)用研究    徐文尚,姜梅香,王曉明,徐文長(zhǎng)

CAN現(xiàn)場(chǎng)總線運(yùn)行故障調(diào)試和分析    吳化柱,喬毅,袁愛進(jìn),唐明新,李翠華

基于CAN總線的嵌入式控制系統(tǒng)    張曉軍,解大,蘇建設(shè),陳陳

CAN總線在混和動(dòng)力汽車電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用    王同勛,邱阿瑞,劉忠祥

CAN總線系統(tǒng)的構(gòu)建    楊玲,丁學(xué)文,金大海

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基于DSP的自動(dòng)平衡控制理論與方法研究    趙慶亮

動(dòng)力電池組SOC估算及均衡控制方法研究    張金龍

基于相關(guān)性的SoC軟硬件劃分技術(shù)研究    桑勝田

電能計(jì)量算法及其SoC實(shí)現(xiàn)    門長(zhǎng)有

SoC低功耗測(cè)試技術(shù)和溫度意識(shí)測(cè)試規(guī)劃研究    曹貝

面向CIS圖像處理SoC的算法、架構(gòu)及復(fù)雜多媒體SoC中通信網(wǎng)絡(luò)研究    戈志偉

H.264運(yùn)動(dòng)估計(jì)快速算法研究及編碼器DSP實(shí)現(xiàn)    王洪君

SOC測(cè)試時(shí)間優(yōu)化技術(shù)研究    鄧立寶

智能相機(jī)的設(shè)計(jì)研究    肖傳偉

基于DSP的電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)    唐斌

電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    喬國(guó)艷

純電動(dòng)汽車電源管理系統(tǒng)研究    楊太安

鋰電池管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)    周亞楠

鋰電池管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    喬思潔

純電動(dòng)汽車用磷酸亞鐵鋰電池管理系統(tǒng)    張楊

純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的研究    張巍

便攜式儀表電池管理系統(tǒng)研究    曹志鵬

基于DSP的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)研究    萬(wàn)樂(lè)生

基于DSP的虹膜采集與識(shí)別裝置的研究    張吉