基于ARM的純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染日益嚴(yán)重,電動(dòng)汽車憑借其無污染、高性能等優(yōu)勢,逐漸成為當(dāng)代汽車的發(fā)展方向。電池管理系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵組成模塊,電池要配備電池管理系統(tǒng)才能正常工作,而電池的荷電狀態(tài)(StateofCharge,簡稱為SOC)描述了電池的剩余電量,是電池在使用的過程中最重要的參數(shù)之一。準(zhǔn)確估計(jì)SOC可以防止電池的過充與過放,有效延長蓄電池的使用壽命,并且在電動(dòng)汽車的行駛過程中可以預(yù)知可續(xù)駛里程。本文重點(diǎn)研究了電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)

2、的主要功能和SOC的估算方法,提出了利用自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行SOC估算的方法,設(shè)計(jì)了一種基于ARM7的嵌入式電池管理系統(tǒng)。
　　由于SOC估算受溫度、老化、充放電倍率、自放電等因素的影響,使得電池在實(shí)際應(yīng)用中,呈高度的非線性特性,為SOC的精確估算帶來很大的困難。純電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池工作溫差大,可達(dá)到55℃,目前多數(shù)SOC估算算法沒有考慮溫度因素的影響;另外,電池的SOC與其端電壓是非線性的關(guān)系,但很多現(xiàn)有的算法卻直接把這當(dāng)成線

3、性關(guān)系來處理,使得電動(dòng)汽車動(dòng)力電池SOC估算誤差大,導(dǎo)致了電動(dòng)汽車能量無法精細(xì)管理,直接影響了電動(dòng)汽車的經(jīng)濟(jì)性及其推廣進(jìn)程。
　　本文以鋰離子電池作為研究對象,介紹了鋰離子電池的工作原理,并對10Ah動(dòng)力鋰離子電池進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集。通過分析現(xiàn)有SOC估計(jì)方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場合,提出一種結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)能力和模糊系統(tǒng)邏輯推理能力的自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電池SOC估算方法,建立基于ANFIS的動(dòng)力鋰離子電池SOC估算模型。在MATLAB

4、平臺(tái)上對基于ANFIS的動(dòng)力鋰離子電池SOC估算模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真,用采集到的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行訓(xùn)練,結(jié)果證明該模型可以比較好的反映電池特性,得到的SOC預(yù)測值與實(shí)測值的誤差較低,可用于鋰離子電池等動(dòng)力蓄電池的SOC估算。
　　最后,設(shè)計(jì)電池管理系統(tǒng)的整體方案,采用LPC2210作為控制系統(tǒng)的主控核心芯片,設(shè)計(jì)基于ARM7的電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分。硬件部分主要包括LPC2210的最小系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集電路、均衡充電