電動汽車分布式電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電動汽車技術(shù)進(jìn)步及低碳環(huán)保生活理念的不斷增強(qiáng)，電動汽車憑借諸多優(yōu)勢逐漸走入人們的日常生活，給我們出行帶來極大便利的同時(shí)也很大程度上減輕了對環(huán)境帶來的負(fù)面影響，廣受稱贊。當(dāng)前我國正加大力度推進(jìn)新能源汽車的發(fā)展，在社會上引起積極反響，各行各業(yè)也競相加入到電動汽車研制開發(fā)領(lǐng)域。可以說電動汽車行業(yè)已進(jìn)入快速發(fā)展期，不僅能帶來新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，增強(qiáng)環(huán)保效應(yīng)，也促進(jìn)了電池管理系統(tǒng)（BMS）的發(fā)展。電池管理系統(tǒng)作為電動汽車不可或缺的組成部分，通過對

2、汽車動力電池的高效管理，可有效提高電動汽車?yán)m(xù)航里程和電池使用壽命，降低使用成本。
　　為提高實(shí)用性并方便拓展，本文電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案采用主從分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)由一個負(fù)責(zé)電池任務(wù)處理的主機(jī)模塊和多個負(fù)責(zé)單體電池信息采集的從機(jī)模塊組成，主機(jī)和從機(jī)模塊之間通過CAN總線進(jìn)行信息傳遞和命令收發(fā)，從機(jī)模塊數(shù)量可在1~127個之間靈活配置，并分配有獨(dú)立CAN總線源地址。借助LTC6804電池監(jiān)測芯片,從機(jī)模塊可實(shí)現(xiàn)高精度電壓采集，主機(jī)模塊硬

3、件電路采用高精度分壓電阻配合16位AD轉(zhuǎn)換精度對總電壓進(jìn)行采集，硬件設(shè)計(jì)充分考慮抗干擾性能，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
　　電池管理系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對電池高效管理需借助準(zhǔn)確的電池模型，本文針對汽車常用磷酸鐵鋰電池做了大量充放電實(shí)驗(yàn)并獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選用容阻參數(shù)可變的戴維南等效電路模型進(jìn)行參數(shù)辨識，利用電池?cái)?shù)據(jù)和所建立模型對電池開路電壓進(jìn)行預(yù)測以驗(yàn)證改進(jìn)模型效果。
　　電池容量SOC估算作為電池管理系統(tǒng)核心功能之一具有重要研究意義，本文基于改

4、進(jìn)的電池模型，應(yīng)用準(zhǔn)確性和收斂性較好的擴(kuò)展卡爾曼濾波算法（EKF）對SOC估算進(jìn)行研究，采用有限差分的方式對算法進(jìn)行改進(jìn)并應(yīng)用于SOC估算，通過比較驗(yàn)證改進(jìn)效果，以更好應(yīng)用于電池管理系統(tǒng)。
　　本文最后章節(jié)是對電池管理軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和測試，主從軟件系統(tǒng)采用分層和模塊化結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，分為底層、中間各層及應(yīng)用層，其中主機(jī)模塊軟件系統(tǒng)中間層加入 uCOS-Ⅱ系統(tǒng)以增強(qiáng)實(shí)時(shí)響應(yīng)。本文對主程序模塊、電池管理模塊、CAN通信模塊以及充電模塊程