燃料電池汽車蓄電池管理系統(tǒng)算法及實現(xiàn).pdf

1、高效和零排放的燃料電池混合動力汽車是人類“可持續(xù)移動”(Sustainable Mobility) 的理想解決方案。種類繁多的二次能源中，鋰離子電池出色的能量和功率特性，使得我國自主開發(fā)的“超越”系列燃料電池汽車選用其作為輔助能源。本文的研究對象即是該車中的鋰離子電池管理系統(tǒng)。鋰離子電池單體間具有差異性，作為輔助能源的工況會加劇其電壓差異。電壓差異將導致部分電池過充或過放，降低電池使用效率，甚至損傷電池。為保障燃料電池汽車動

2、力性、經(jīng)濟性和安全可靠性需要實時監(jiān)控蓄電池狀態(tài)。因此，整車的要求和鋰離子電池的特性決定了蓄電池管理系統(tǒng)在燃料電池汽車中不可或缺。在燃料電池汽車鋰離子電池管理系統(tǒng)的研究基礎上，論文介紹了一套完整的燃料電池汽車鋰離子電池管理系統(tǒng)的解決方案，并圍繞該方案的軟硬件實現(xiàn)展開。硬件是蓄電池管理系統(tǒng)實現(xiàn)的載體。根據(jù)燃料電池汽車對蓄電池組及管理系統(tǒng)的要求和鋰離子電池特性對管理系統(tǒng)的要求，管理系統(tǒng)采用模塊化分級式結構。管理系統(tǒng)與整車控制器之

3、間和管理系統(tǒng)內部的數(shù)據(jù)交換均采用CAN總線來實現(xiàn)；管理系統(tǒng)具備高精度的快速采樣功能，以實時監(jiān)控蓄電池狀態(tài)并為整車提供準確信息；管理系統(tǒng)具備平衡電路對單體鋰離子電池進行電壓均衡，以解決鋰離子電池的電壓一致性問題。同時，設計了監(jiān)控電路，以提高平衡電路的可靠性和記錄故障信息；管理系統(tǒng)具備電池內阻測量的功能，以評價電池壽命；蓄電池管理系統(tǒng)設計了時鐘電路，以建立鋰離子電池的長效研究和評估機制。當然各功能模塊之間有相輔相成的關系。論文在

4、對鋰離子電池管理系統(tǒng)硬件實現(xiàn)方案整體介紹的同時，還對其中的若干關鍵技術作了說明。軟件是鋰離子電池管理系統(tǒng)實現(xiàn)的靈魂。而軟件開發(fā)平臺則是鋰離子電池管理系統(tǒng)軟件實現(xiàn)的保障。V 模式開發(fā)平臺能夠縮短蓄電池管理系統(tǒng)軟件開發(fā)周期、提高開發(fā)質量、降低開發(fā)成本。V模式開發(fā)是在對系統(tǒng)建模和仿真的基礎上，自動生成產品代碼，并進行在線測試和標定的開發(fā)模式。蓄電池管理系統(tǒng)采用Simulink+Targetlink+CodeWarrior開發(fā)工具鏈

5、進行管理系統(tǒng)的軟件開發(fā)。該平臺首先利用Matlab/Simul ink進行系統(tǒng)建模和仿真；然后利用Targetl ink將系統(tǒng)模型自動生成為功能模塊的產品代碼，同時進行軟件仿真，驗證代碼準確性；隨后，在 CodeWarrior 上進行功能模塊代碼和手工編寫的硬件相關代碼融合并將其下載到目標機。該工具鏈部分實現(xiàn)了V模式開發(fā)平臺的功能。論文介紹的燃料電池汽車蓄電池管理系統(tǒng)功能較為完善，可靠性較好，已在“超越”系列燃料電池汽車的運