純電動(dòng)汽車用磷酸亞鐵鋰電池管理系統(tǒng)

【摘要】： 隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問題在全球汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中的重要性越來越多地被提及在各個(gè)層面,純電動(dòng)汽車的研究越來越受到重視。隨著動(dòng)力電池普遍使用,電池管理系統(tǒng)也伴隨之產(chǎn)生。 電池管理技術(shù)就是通過實(shí)時(shí)檢測(cè)和估算電池狀態(tài)、溫度、電流、直流內(nèi)阻、極化電壓、SOC、最大可用容量、老化程度以及一致性等,并據(jù)此提供電池(組)的優(yōu)化使用方法,既防止電池(組)出現(xiàn)濫用和不合理使用,保障其使用的安全性和長(zhǎng)壽命;又能最大限度的發(fā)揮其性能,提高車輛運(yùn)行的效率、駕駛的舒適性,實(shí)現(xiàn)電池容量和能量利用的高效性。 本論文是國(guó)家“863”項(xiàng)目“車用動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)核心關(guān)鍵技術(shù)及可靠性研究”內(nèi)容之一,研發(fā)北京市純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車電池管理系統(tǒng)。在交大原有錳酸鋰純電動(dòng)公交車電池管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研發(fā)適用于磷酸亞鐵鋰動(dòng)力電池的電池管理系統(tǒng),應(yīng)用環(huán)境為北京市城市環(huán)衛(wèi)車輛。北京市城市環(huán)衛(wèi)車項(xiàng)目是全世界采用鋰電池為動(dòng)力源的最大規(guī)模的一次嘗試,必將為電動(dòng)汽車的發(fā)展提供重要的參考和數(shù)據(jù)。 本文首先介紹了研究的背景,包括純電動(dòng)汽車的發(fā)展、動(dòng)力電池的發(fā)展、以及電池管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀。在第二章和第三章中,重點(diǎn)研究鋰電池SOC的估算方法,為鋰電池的充電提供優(yōu)化方法。第四章和第五章,描述了電池管理系統(tǒng)的硬件、軟件、以及配套的上位機(jī)服務(wù)程序。 【關(guān)鍵詞】：磷酸亞鐵鋰電池 電池管理系統(tǒng) SOC 純電動(dòng)汽車
【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】：2009
【分類號(hào)】：TM912
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 序8-12
• 1 緒論12-19
• 1.1 純電動(dòng)汽車的現(xiàn)狀與發(fā)展12-14
• 1.1.1 國(guó)外電動(dòng)汽車的發(fā)展12-13
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車的發(fā)展13-14
• 1.2 純電動(dòng)汽車用電池的發(fā)展14-16
• 1.2.1 蓄電池發(fā)展史14-15
• 1.2.2 磷酸亞鐵鋰電池15-16
• 1.3 電池管理技術(shù)現(xiàn)狀和主要問題16-18
• 1.3.1 電池管理技術(shù)研究意義16-17
• 1.3.2 電池管理技術(shù)研究難點(diǎn)17-18
• 1.4 本論文研究?jī)?nèi)容18-19
• 2 電池管理系統(tǒng)以及現(xiàn)有SOC估算方法的研究19-28
• 2.1 電池管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介19
• 2.2 現(xiàn)有的SOC的估算方法研究19-25
• 2.2.1 庫(kù)倫記數(shù)(電流積分)19-20
• 2.2.2 測(cè)量直流內(nèi)阻20-22
• 2.2.3 開路電壓法22-23
• 2.2.4 零負(fù)載電壓23-24
• 2.2.5 在線辨識(shí)電池的準(zhǔn)確模型24
• 2.2.6 測(cè)量電池電解液有效質(zhì)量24
• 2.2.7 電化學(xué)分析法24-25
• 2.3 蓄電池應(yīng)用環(huán)境對(duì)SOC估算的不同要求25-26
• 2.4 純動(dòng)力汽車對(duì)SOC算法的特殊要求26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 3 串聯(lián)電池組的SOC定義和估算28-43
• 3.1 現(xiàn)有SOC定義方法及主要問題28-33
• 3.1.1 基本概念28-30
• 3.1.2 現(xiàn)有SOC定義方法的主要問題30-33
• 3.2 單只電池SOC定義和估算方法33-36
• 3.2.1 最大可用容量33-34
• 3.2.2 單只電池SOC新的定義方法34-35
• 3.2.3 單只電池SOC估算方法35-36
• 3.3 串聯(lián)電池組SOC定義和估算方法36-39
• 3.3.1 串聯(lián)電池組的剩余容量(Q_(rem)~B)和最大可用容量(Q_(max)~B)36-38
• 3.3.2 成組電池的SOC定義和計(jì)算方法38-39
• 3.4 電池的實(shí)際可用容量計(jì)算方法39-41
• 3.4.1 基本原理39-40
• 3.4.2 實(shí)際可用容量估算方法40-41
• 3.5 快速更換模式下充電控制策略41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 4 電池管理系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)43-60
• 4.1 整體設(shè)計(jì)43-48
• 4.1.1 電源與CPU44-45
• 4.1.2 電壓測(cè)量45
• 4.1.3 溫度測(cè)量模塊45-47
• 4.1.4 電流測(cè)量47
• 4.1.5 其他外圍電路47-48
• 4.2 電池管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)48-59
• 4.2.1 系統(tǒng)初始化48-51
• 4.2.2 電壓處理51-53
• 4.2.3 溫度處理53-54
• 4.2.4 電流處理圖54-56
• 4.2.5 數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)56-58
• 4.2.6 通訊程序58-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 5 上位機(jī)監(jiān)控軟件60-69
• 5.1 軟件編程環(huán)境60-61
• 5.2 RS232監(jiān)控系統(tǒng)界面61-68
• 5.2.1 主板設(shè)置及監(jiān)控界面62-66
• 5.2.2 從板設(shè)置界面66-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 6 結(jié)論69-71
• 6.1 全文總結(jié)69
• 6.2 對(duì)今后工作的思考69-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 附錄:管理系統(tǒng)實(shí)物照片74-76
• 作者簡(jiǎn)歷76-80
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集80

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