动力电池管理系统的仿真测试及研究

发布时间：2017-11-01 00:30

  本文关键词：动力电池管理系统的仿真测试及研究

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【摘要】：电动汽车是国家重点支持的发展方向。作为电动汽车的动力来源,高性能的动力电池是影响电动汽车发展的重要因素。电池管理系统(Battery management system,BMS)是保证动力电池性能优化和安全使用的关键,针对BMS的测试是电动汽车开发过程的重要环节。本文的研究目标是设计BMS测试平台,以有效地缩短BMS系统的开发周期,节省系统的开发成本和降低系统开发过程中存在的危险。 本文在深入分析BMS结构和功能的基础上,完成了BMS测试平台的整体设计方案。并根据整体方案引导系统硬件和软件的开发,完成了动力电池信号仿真模块的设计,可以模拟单体动力电池电压信号、电流信号、温度信号、动力电池组总电压信号、动力电池组温度信号等BMS系统所需的输入信号。 本文建立了PNGV(Partnership for a New Generation of Vehicles)等效电路动力电池仿真模型,并通过静态实验和混合动力脉冲能力测试(Hybrid Pulse Power Characteristic,HPPC)实验辨识了模型中的参数；分析了安时积分法估算电池荷电状态(State of charge,SOC)值存在的缺陷,通过PNGV等效电路模型估算安时积分法中SOC初值和静态实验标定电池容量随温度变化的关系,提出了有效估算SOC值的优化安时积分法,并通过恒流充放电实验验证了优化安时积分法估算电池SOC值的准确性。 基于测试平台硬件和软件的开发设计,搭建了测试BMS的测试平台,并用该平台测试了由万向亿能动力电池有限公司提供的BMS的状态功能和SOC估算功能。经过测试平台的测试,该BMS性能良好,可以很好的完成管理动力电池的工作。
【关键词】：BMS测试 PNGV模型 SOC估算 优化安时积分法
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 图目录10-12
• 表目录12-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 引言13
• 1.2 动力电池管理系统研究介绍13-15
• 1.3 动力电池管理系统国内外研究现状15-16
• 1.4 动力电池管理系统测试平台国内外研究现状16-17
• 1.5 本研究的内容及意义17-18
• 1.6 本章小结18-19
• 第二章 动力电池管理系统测试平台整体方案19-27
• 2.1 动力电池管理系统的结构分析19-20
• 2.2 动力电池管理系统的功能分析20-24
• 2.2.1 通信功能21
• 2.2.2 状态参数采集功能21
• 2.2.3 SOC估算功能21-22
• 2.2.4 故障诊断功能22-23
• 2.2.5 热管理功能23
• 2.2.6 电池均衡功能23-24
• 2.3 测试平台的整体方案设计24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 动力电池管理系统测试平台硬件设计27-42
• 3.1 单体动力电池电压信号模拟27-36
• 3.1.1 技术参数27
• 3.1.2 单体动力电池模拟单元硬件电路设计27-31
• 3.1.3 试验测试31-36
• 3.2 温度信号模拟36-38
• 3.3 电流信号模拟38-39
• 3.4 电池组总电压信号模拟39-40
• 3.5 开关信号模拟40
• 3.6 故障注入单元40-41
• 3.7 本章小结41-42
• 第四章 动力电池管理系统软件设计42-61
• 4.1 xPC Target软件环境介绍42
• 4.2 动力电池等效电路模型简介42-45
• 4.3 PNGV模型参数辨识45-52
• 4.3.1 欧姆内阻参数辨识47-49
• 4.3.2 电容C_b参数辨识49
• 4.3.3 时间常数参数辨识49
• 4.3.4 极化电阻参数辨识49-50
• 4.3.5 极化电容参数辨识50
• 4.3.6 开路电压Uoc参数辨识50-52
• 4.4 SOC估算算法52-55
• 4.5 SOC模型验证55-57
• 4.5.1 恒流放电实验55-56
• 4.5.2 恒流充电实验56-57
• 4.6 上位机测试软件的搭建57-60
• 4.7 本章小结60-61
• 第五章 动力电池管理系统测试61-67
• 5.1 动力电池管理系统测试规范62-63
• 5.2 BMS功能测试63-66
• 5.2.1 状态功能测试63-65
• 5.2.2 SOC估算功能测试65-66
• 5.3 测试结果分析66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 全文总结67-68
• 6.2 展望68-69
• 参考文献69-72
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果72-73
• 致谢73

【参考文献】

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本文编号：1124491