电动物流车电池控制单元的设计、实现与应用

发布时间：2020-05-16 08:36

【摘要】：电动汽车是汽车行业的一个重要发展方向。电动汽车具有轻污染、低噪声、低运营成本的优势。随着电商兴起,电动汽车在物流行业得到了广泛应用。电动物流车具有小批量、多品种、按需订制、运行工况恶劣的特点。对于电动物流车而言,既希望有更大的载货质量,又希望有足够的续航里程。因此,需要结合物流车的特点,设计相应的电池管理系统(Battery Management System,BMS),包括电池控制单元(Battery Control Unit,BCU)和电池电子部件(Battery Electronics)。本文主要研制电池控制单元。本文首先设计了电池控制单元硬件系统。电池控制单元硬件系统包括最小系统、电源模块、驱动模块、采集模块、绝缘检测模块、通信模块等。根据应用需求,核心微控制器选用NXP公司的9S12XEP100。硬件设计从元器件选型开始,然后绘制电路原理图和PCB图。考虑到汽车电子应用环境的复杂性,整个设计过程注重可靠性和抗干扰能力。然后完成了电池控制单元软件设计。通过有限状态机实现软件架构,同时设计了底层驱动程序,并在此基础上设计了电池数据处理软件。电池数据处理包括电池电压、电池温度、电池母线电流的采集,电池充放电状态判断,以及电池绝缘电阻的计算。在软硬件平台搭建完成的基础上,设计了电池控制单元控制策略。控制策略包括上/下电控制、电池SOC(State of Charge,荷电状态)估算、电池直流充电控制、电池交流充电控制以及电池故障诊断。电池SOC采用电流积分为主,开路电压校正为辅的估算方法。电池交/直流充电控制按国标要求完成设计。电池故障共分三级,在出现严重电池故障时,电池控制单元应能正确引导整车下高压。最后,对电池控制单元进行测试。首先是实验室测试,主要包括硬件测试、通信测试等。在实验室验证的基础上,将本产品安装于匹配的高压配电箱内,并装配在4.5吨电动物流车上,进行道路测试。整车完成了超过1000公里的道路测试,验证了电池控制单元的可靠性。
【图文】：

发展现状,电动汽车,企业,京东

逑别为５７．９万、２０万和５．８万辆，销量排名３到６位为日本、德国和英国。２０１７逡逑年电动汽车销量排名前十的企业及其销量如图１．１所示。逡逑图１．１邋２０１７年电动汽车销量排名前十的企业逡逑１．邋１．２电动物流车发展现状逡逑电动物流车是电动专用车的一种。电动物流车的发展与物流业的发展密不可逡逑分，而物流业的发展又与电商和互联网＋的兴起息息相关。２０１７年我国快递业务逡逑量超过４００亿件，连续四年稳居世界第一。同年，我国物流行业景气指数全年月逡逑平均值为５５．３％，依旧保持着较快的增长速度。２０１７年全国物流总额为２５２．８万逡逑亿元，同比增长６．７％，增速比上年同期提高０．６个百分点。物流企业的成功，也逡逑展现了物流业发展的迅猛势头。２０１７年１月１８日和２月２４日，韵达和顺丰在逡逑深圳证券交易所上市，９月２０日，百世物流在纽约证券交易所丨ＰＯ上市，４月逡逑２５日，京东集团成立京东物流子集团。物流业的快速扩张，推动了物流车的需逡逑求［１３］［ｉ４］。与传统物流车相比

产量,企业

车的研发、引进，并在北京等十多个大城市中投入使用。２０１７年我国共有１１５逡逑家企业生产电动物流车，，全年共生产２４．４７万辆。２０１７年各企业电动物流车产量逡逑如图１．２所示，其中产量过万的企业包括东风汽车、陕西通家、湖北新楚风、成逡逑都大运、重庆瑞驰。２０１８年１月２４日，国务院办公厅发布《关于推进电子商务逡逑与快递物流协同发展的意见》，指出要推动绿色运输与配送，逐渐提高新能源汽逡逑车使用比例。国际方面，２０１６年奔驰推出了纯电动短途物流概念卡车Ｕｒｂａｎ逡逑ｅＴｒｕｃｋ，并计划在１０年内正式投放市场；２０１７年１０月，特斯拉发布了一款电动逡逑重型卡车Ｓｅｍｉ邋Ｔｒｕｃｋ，续航里程高达８００公里。逡逑Ｉ逡逑图１．２邋２０１７年我国电动物流车产量排名前十企业［１７＞逡逑１．２车用锂离子电池的发展现状与发展趋势逡逑１．邋２．邋１车用锂离子电池介绍逡逑动力电池和电池管理系统是纯电动汽车上的三大核心电子电气分系统之一，逡逑－逦是整车驱动的能量来源，在整车成本中占有极高的比例。动力电池包括锂离子电逡逑池、镍氢电池、镍镉电池。目前
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.72;TP311.52

【参考文献】