纯电动汽车电源管理系统研究

【摘要】：随着社会的发展以及能源、环保等问题的日益突出,纯电动汽车以其零排放,噪声低等优点越来越受到世界各国的重视,被称作绿色环保车。作为发展电动车的关键技术之一的电池管理系统(BMS),是电动车产业化的关键。 电池管理系统直接检测及管理电动汽车的储能电池运行的全过程,包括电池充放电过程、电池温度、电量估计、单体电池间的均衡、电池故障诊断几个方面。 本文致力于纯电动汽车蓄电池管理系统的研究,深入讨论了系统的设计思想与实现方法,提出了镍氢电池剩余容量的估算方法。 分析了镍氢蓄电池的基本工作原理和充放电特性以及影响蓄电池组剩余容量SOC(state of charge)的主要因素,同时从多个方面对目前各种动力蓄电池的性能指标及优缺点进行了比较,认为镍氢蓄电池是较为理想的电动汽车动力源。 研究了镍氢蓄电池SOC的经验与积分计算相结合的预测方法,介绍了基于485总线的蓄电池组控制器的硬件平台,采用ATMEGA8L作为微控制器,完成数据采样、485模块通讯、信号调理、液晶显示及相关隔离电路的开发设计。实现了对电池电压、温度和电流参数的采集,完成了系统的软件设计。 本文介绍的电池管理系统硬件电路可靠、经济、抗干扰能力强,SOC剩余容量的估计及其他相关检测数据经与实际测量值对比比较准确,已经在出口电动车中得到实际应用。 【关键词】：电动车 电池管理系统 SOC ATMEGA8L
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP315
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-17
• 1.1 电动汽车及其分类特点10-11
• 1.2 纯电动汽车对电池管理系统的要求11
• 1.3 电动汽车电池管理系统的重要性及国内外研究状况11-15
• 1.3.1 电动汽车电池管理系统的重要性11-12
• 1.3.2 电动汽车电池管理系统的国外研究状况12-14
• 1.3.3 电动汽车电池管理系统的国内研究状况14-15
• 1.4 课题任务15
• 1.5 本课题所做的工作15-16
• 1.6 本章小结16-17
• 第2章 电动汽车用蓄电池性能分析17-22
• 2.1 电动汽车用蓄电池17-20
• 2.1.1 电动汽车用蓄电池的基本性能指标17-18
• 2.1.2 几种常用电池介绍18-20
• 2.2 纯电动汽车对电池的性能要求20-21
• 2.3 纯电动汽车用电池的选择21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 镍氢电池剩余容量的概念及研究22-32
• 3.1 镍氢电池的基本工作原理22
• 3.2 镍氢电池的基本电特性及实验分析22-25
• 3.3 影响电池剩余容量的因素25
• 3.4 镍氢电池的剩余容量的估计25-31
• 3.4.1 蓄电池的容量25-26
• 3.4.2 剩余容量估计的意义和难点26-27
• 3.4.3 电池容量常用方法简介27-29
• 3.4.4 国内外能量管理系统中采用的方案及进展29-30
• 3.4.5 本课题所采用方案30-31
• 3.5 本章小结31-32
• 第4章 电池管理系统的硬件实现32-52
• 4.1 电池管理系统的硬件结构32-33
• 4.2 ATMEGA8L处理器简介33-35
• 4.3 采样单元电路设计及数据处理35-39
• 4.3.1 电压采样的实现35-36
• 4.3.2 电流采样部分36
• 4.3.3 温度采样部分36-39
• 4.4 ATMEGA8L的 AD模块的应用39-41
• 4.4.1 ATMEGA8L的模数转换特点39
• 4.4.2 ATMEGA8L的模数转换工作原理39-40
• 4.4.3 ADC输入通道的选择40-41
• 4.4.4 电压基准源的选择41
• 4.4.5 提高精度的措施41
• 4.5 ATMEGA8L的串口41-43
• 4.5.1 ATMEGA8L的 USART特点41-42
• 4.5.2 USART的初始化42
• 4.5.3 数据发送42-43
• 4.5.4 数据接收43
• 4.6 现场总线43-48
• 4.6.1 现场总线概述43
• 4.6.2 现场总线的技术特点43-44
• 4.6.3 现场总线的优点44-45
• 4.6.4 典型现场总线简介45-46
• 4.6.5 ATMEGA8L与485通讯模块的应用46
• 4.6.6 ATMEGA8L的内部看门狗模块的应用46-48
• 4.7 液晶显示的实现48-50
• 4.7.1 T6963C液晶显示模块的原理与特点48
• 4.7.2 T6963C液晶显示模块与 ATMEGA8L的接口48-49
• 4.7.3 ATMEGA8L对 T6963C液晶显示模块的软件控制49-50
• 4.8 在线编程接口的应用50
• 4.9 抗干扰措施50-51
• 4.10 本章小结51-52
• 第5章 电池管理系统的软件实现52-60
• 5.1 电池管理系统的软件框图52-57
• 5.1.1 电流检测及 SOC计算软件流程图52-54
• 5.1.2 电压温度检测及诊断的软件流程图54-56
• 5.1.3 中央处理器及液晶显示软件流程图56-57
• 5.2 电池管理系统的软件实现57-59
• 5.3 本章小结59-60
• 第6章 现场调试60-62
• 第7章 结论62-63
• 展望63-64
• 附件一64-65
• 附件二65-66
• 附件三66-67
• 附件四67-70
• 附件五70-73
• 参考文献73-75
• 致谢75

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