纯电动汽车用磷酸亚铁锂电池管理系统

【摘要】： 随着能源危机和环境污染问题在全球汽车产业发展过程中的重要性越来越多地被提及在各个层面,纯电动汽车的研究越来越受到重视。随着动力电池普遍使用,电池管理系统也伴随之产生。 电池管理技术就是通过实时检测和估算电池状态、温度、电流、直流内阻、极化电压、SOC、最大可用容量、老化程度以及一致性等,并据此提供电池(组)的优化使用方法,既防止电池(组)出现滥用和不合理使用,保障其使用的安全性和长寿命;又能最大限度的发挥其性能,提高车辆运行的效率、驾驶的舒适性,实现电池容量和能量利用的高效性。 本论文是国家“863”项目“车用动力蓄电池管理系统核心关键技术及可靠性研究”内容之一,研发北京市纯电动环卫车电池管理系统。在交大原有锰酸锂纯电动公交车电池管理系统的基础上研发适用于磷酸亚铁锂动力电池的电池管理系统,应用环境为北京市城市环卫车辆。北京市城市环卫车项目是全世界采用锂电池为动力源的最大规模的一次尝试,必将为电动汽车的发展提供重要的参考和数据。 本文首先介绍了研究的背景,包括纯电动汽车的发展、动力电池的发展、以及电池管理系统的研究现状。在第二章和第三章中,重点研究锂电池SOC的估算方法,为锂电池的充电提供优化方法。第四章和第五章,描述了电池管理系统的硬件、软件、以及配套的上位机服务程序。 【关键词】：磷酸亚铁锂电池 电池管理系统 SOC 纯电动汽车
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM912
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 序8-12
• 1 绪论12-19
• 1.1 纯电动汽车的现状与发展12-14
• 1.1.1 国外电动汽车的发展12-13
• 1.1.2 国内电动汽车的发展13-14
• 1.2 纯电动汽车用电池的发展14-16
• 1.2.1 蓄电池发展史14-15
• 1.2.2 磷酸亚铁锂电池15-16
• 1.3 电池管理技术现状和主要问题16-18
• 1.3.1 电池管理技术研究意义16-17
• 1.3.2 电池管理技术研究难点17-18
• 1.4 本论文研究内容18-19
• 2 电池管理系统以及现有SOC估算方法的研究19-28
• 2.1 电池管理系统简介19
• 2.2 现有的SOC的估算方法研究19-25
• 2.2.1 库伦记数(电流积分)19-20
• 2.2.2 测量直流内阻20-22
• 2.2.3 开路电压法22-23
• 2.2.4 零负载电压23-24
• 2.2.5 在线辨识电池的准确模型24
• 2.2.6 测量电池电解液有效质量24
• 2.2.7 电化学分析法24-25
• 2.3 蓄电池应用环境对SOC估算的不同要求25-26
• 2.4 纯动力汽车对SOC算法的特殊要求26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 3 串联电池组的SOC定义和估算28-43
• 3.1 现有SOC定义方法及主要问题28-33
• 3.1.1 基本概念28-30
• 3.1.2 现有SOC定义方法的主要问题30-33
• 3.2 单只电池SOC定义和估算方法33-36
• 3.2.1 最大可用容量33-34
• 3.2.2 单只电池SOC新的定义方法34-35
• 3.2.3 单只电池SOC估算方法35-36
• 3.3 串联电池组SOC定义和估算方法36-39
• 3.3.1 串联电池组的剩余容量(Q_(rem)~B)和最大可用容量(Q_(max)~B)36-38
• 3.3.2 成组电池的SOC定义和计算方法38-39
• 3.4 电池的实际可用容量计算方法39-41
• 3.4.1 基本原理39-40
• 3.4.2 实际可用容量估算方法40-41
• 3.5 快速更换模式下充电控制策略41-42
• 3.6 本章小结42-43
• 4 电池管理系统的软硬件设计43-60
• 4.1 整体设计43-48
• 4.1.1 电源与CPU44-45
• 4.1.2 电压测量45
• 4.1.3 温度测量模块45-47
• 4.1.4 电流测量47
• 4.1.5 其他外围电路47-48
• 4.2 电池管理系统软件设计48-59
• 4.2.1 系统初始化48-51
• 4.2.2 电压处理51-53
• 4.2.3 温度处理53-54
• 4.2.4 电流处理图54-56
• 4.2.5 数据处理与存储56-58
• 4.2.6 通讯程序58-59
• 4.3 本章小结59-60
• 5 上位机监控软件60-69
• 5.1 软件编程环境60-61
• 5.2 RS232监控系统界面61-68
• 5.2.1 主板设置及监控界面62-66
• 5.2.2 从板设置界面66-68
• 5.3 本章小结68-69
• 6 结论69-71
• 6.1 全文总结69
• 6.2 对今后工作的思考69-71
• 参考文献71-74
• 附录:管理系统实物照片74-76
• 作者简历76-80
• 学位论文数据集80

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