基于CY8C5588的混合动力汽车电池管理系统研究

【摘要】：为了缓解能源危机和改善环境污染问题，世界各国和各大汽车生产企业都在大力研究和发展电动汽车和混合动力汽车。作为混合动力汽车的功能单元，电池管理系统的作用是采集动力电池的电压、电流、温度等外特性，估算电池剩余电量以及实时与整车控制器进行通信。能够显示汽车的续航里程、确保行车的安全性以及延长电池的使用寿命。所以研究电池管理系统具有重要意义。 论文首先介绍了混合动力汽车及电池管理系统的现状及未来发展趋势，然后分析和研究了磷酸铁锂的工作原理及充放电特性。在分析研究现有电池荷电状态(SOC)估算方法的前提下，建立基于径向基函数神经网络电池模型估算荷电状态，并且对模型进行测试与仿真。接着设计电池管理系统的硬件电路和软件程序，硬件电路的主控芯片是Cypress公司的CY8C5588可编程片上系统，具体电路包括电压检测电路、电流检测电路、温度检测电路、均衡电路以及CAN通信电路等功能模块。软件上首先设计了系统总体流程，然后又分别设计了外特性采集、SOC估算、均衡、故障诊断和通信子模块流程。最后简要介绍了搭建的实验台架，并对实验设备的组成和实验方案做了相应说明。对电池和管理系统在实验台架上进行大量的实验，验证系统的采集、均衡控制、通信及SOC估算等功能。 【关键词】：磷酸铁锂电池 电池管理系统 神经网络 剩余电量 电量均衡
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-13
• 1.1 课题研究的背景及意义10
• 1.2 电池管理系统的发展状况及前景10-12
• 1.2.1 国内外发展现状11
• 1.2.2 电池管理系统的发展前景11-12
• 1.3 本文主要研究内容12-13
• 第2章 磷酸铁锂电池特性及SOC估算13-20
• 2.1 磷酸铁锂电池的结构及特性13-14
• 2.1.1 磷酸铁锂电池的结构13
• 2.1.2 磷酸铁锂电池的化学特性13-14
• 2.1.3 磷酸铁锂电池的充放电特性14
• 2.2 电池SOC的定义及影响因素14-15
• 2.3 荷电状态估算方法15-19
• 2.3.1 电池SOC估算方法及特点15-16
• 2.3.2 神经网络估算模型的建立16-18
• 2.3.3 模型仿真分析18-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 电池管理系统硬件设计20-26
• 3.1 电池管理系统的硬件构成20
• 3.2 核心控制芯片CY8C558820-21
• 3.3 状态采集电路设计21-25
• 3.3.1 电压采集电路设计21-23
• 3.3.2 均衡电路设计23
• 3.3.3 电流采集电路设计23-24
• 3.3.4 温度检测电路设计24-25
• 3.4 CAN总线电路设计25
• 3.5 本章小结25-26
• 第4章 电池管理系统软件设计26-33
• 4.1 软件总体设计思想26-27
• 4.1.1 软件开发环境26-27
• 4.1.2 软件主程序设计27
• 4.2 软件子程序设计27-32
• 4.2.1 信号采集子程序27-28
• 4.2.2 SOC估计子程序28-29
• 4.2.3 均衡电路控制子程序29-30
• 4.2.4 故障检测子程序30
• 4.2.5 CAN通信模块30-32
• 4.3 本章小结32-33
• 第5章 电池管理系统实验与分析33-41
• 5.1 实验设备33-34
• 5.2 实验方案34
• 5.3 电池充放电实验34-36
• 5.4 电池管理系统测试36-37
• 5.4.1 电压采集实验36
• 5.4.2 电流采集实验36-37
• 5.4.3 温度采集实验37
• 5.5 CAN通信测试37-38
• 5.6 电池管理系统整体台架调试38-40
• 5.7 本章小结40-41
• 结论41-42
• 参考文献42-45
• 攻读学位期间发表的学术论文45-46
• 致谢46

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