插電式混合動力汽車電池管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

【摘要】：插電式混合動力汽車(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)具備純電動車和傳統(tǒng)燃油汽車的優(yōu)點,其在提高經(jīng)濟性、降低排放的同時,能夠獲得傳統(tǒng)燃油汽車驅(qū)動系統(tǒng)同樣的性能,是目前新能源汽車技術發(fā)展的趨勢之一。電池管理系統(tǒng)作為插電式混合動力汽車的核心系統(tǒng)之一,其綜合性能對整車動力性,經(jīng)濟性及電池的安全性和使用壽命都有重要影響,對其控制系統(tǒng)進行研究具有理論和現(xiàn)實價值。本文的主要研究工作包含下面幾個方面:1.調(diào)研新能源汽車動力電池國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,根據(jù)插電式混合動力汽車對動力電池的特殊需求,選擇三元(NCM)鋰離子電池作為該系統(tǒng)的動力電池。2.結(jié)合整車對電池系統(tǒng)的功能需求及安全需求進行分析,并在電池系統(tǒng)層級進行分解,并對電池系統(tǒng)的功能安全等級進行了劃分。并對三元鋰電池的特性進行了研究。3.根據(jù)PHEV對電池管理系統(tǒng)的功能安全需求,對電池系統(tǒng)的高壓安全管理進行了設計。采用了預充電控制技術、高壓環(huán)路互鎖技術保證了高壓系統(tǒng)可以可靠的接入和斷開整車動力系統(tǒng)。BMS通過與安全氣囊傳感器配合,當監(jiān)測到碰撞信號后,BMS斷開高壓系統(tǒng),解決了碰撞情況下的高壓安全問題。采用了基于低頻信號注入的技術對高壓系統(tǒng)的絕緣情況進行檢測,如果整車高壓系統(tǒng)漏電,電池管理系統(tǒng)會根據(jù)當前的實際情況采取最安全的處理動作。并完成了電池管理系統(tǒng)的硬件拓撲設計及電池管理系統(tǒng)主控制器的接口設計。4.第四章作為論文的主要內(nèi)容,對電池管理系統(tǒng)的軟件架構(gòu)進行設計,將軟件劃分為基礎軟件和應用層軟件,針對三元鋰電池的特性及數(shù)據(jù)分析,SOC估算采用電流安時積分為主結(jié)合開路電壓修正的控制技術,通過對電池系統(tǒng)當前電流和電壓之間的關系估算出當前電池系統(tǒng)的內(nèi)阻參數(shù),建立Map表,通過查表和線性插值的方法對電池的SOH進行估算,評估電池系統(tǒng)的健康度,對電池系統(tǒng)當前可用功率進行預測,解決了電池狀態(tài)估算的難點問題。5.結(jié)合電池系統(tǒng)臺架標定測試,對電池管理系統(tǒng)的控制策略進行驗證,從測試結(jié)果來看,滿足了整車的高壓安全管理的需求,對電池系統(tǒng)狀態(tài)的估算具有較高的精度,達到了預期的設計要求,對實現(xiàn)PHEV動力系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化有重要意義。 【關鍵詞】：插電式混合動力 三元鋰電池 功能安全 基于模型
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP311.52

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