纯电动汽车电池管理系统的开发与设计

发布时间：2018-01-13 22:06

  本文关键词：纯电动汽车电池管理系统的开发与设计　出处：《东南大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：随着经济和科技的迅猛发展,人类的物质生活日益丰富,但环境污染和能源短缺等问题随着而来,并且越发严重,甚至威胁到整个地球的生态安全。在汽车行业中,为了解决燃油汽车的天然缺陷,以特斯拉为代表的纯电动汽车应运而生,并以其结构简单、零排放、噪声小、能源利用率高等优点,将迅速占领未来汽车市场发展的制高点。作为电动汽车的核心部件一电池管理系统,不仅可以实时采集、监控和显示电池单元的电压、温度、电流等参数,并根据所采集到的参数估算出剩余电量SOC,而且可以对异常电池进行报警保护,并将故障信息上传给整车控制器,从而提高车用电池组的安全性,一定程度上降低纯电动汽车的运行成本。本课题主要对纯电动汽车电池管理系统进行了研究,首先通过对车用锂离子电池的分析,尝试性地设计了该系统的整体架构,然后基于此架构进行了包括采集均衡模块、主控模块、显示模块等方面的硬件设计和基于μC/OS-Ⅲ实时操作系统的软件设计,最后对所设计的软硬件进行系统调试,验证其稳定性和可靠性。具体所完成的工作包括以下几个方面：(1) 电池管理系统总体设计：对所选电池单体NCR18650PF型锂离子电池进行了单体电压特性、温度特性、放电容量与开路电压关系特性等方面的研究,并根据其工作特性,分析了电池管理系统所需的功能,并确定了电池管理系统的基本架构。(2) 电池管理系统硬件设计：根据电池管理系统的总体方案,完成了各个模块的划分和设计,包括采集均衡模块,电流采集模块和主控制模块的硬件电路设计(电气原理图的设计、电子元器件的选型和印刷电路板的制作),LCD显示模块的UI设计以及充放电保护模块的器件选型与电路设计。(3) 电池管理系统软件设计：在硬件设计的基础上,完成了基于μC/OS-Ⅲ的电池管理系统软件设计,主要包括在主控芯片STM32F103VET6上进行系统实时内核的移植和相关应用软件的开发,其中应用软件由初始化启动任务,电池电压、温度采集任务,电流采集任务,充放电控制任务,热管理控制任务,均衡控制任务等任务模块构成。(4)系统调试和结果分析：在完成软硬件开发后,借助相应的硬件设备(动力锂离子电池、万用表等)验证了电池电压采集的精度,温度采集的可靠性和LCD显示的及时性。
[Abstract]:With the rapid development of economy and science and technology, the material life of human is increasingly rich, but environmental pollution and energy shortage and other problems come along, and become more and more serious. In the automobile industry, in order to solve the natural defects of fuel vehicles, the pure electric vehicles, represented by Tesla, emerged as the times require, with its simple structure, zero emissions and low noise. As the core component of electric vehicle, battery management system can not only collect, monitor and display the voltage of battery unit in real time. Temperature, current and other parameters, and according to the collected parameters to estimate the residual power SOC, and abnormal battery can be alarm protection, and the fault information uploaded to the vehicle controller. In order to improve the safety of vehicle battery pack, to some extent reduce the running cost of pure electric vehicle. This paper mainly studies the battery management system of pure electric vehicle. First of all, through the analysis of the vehicle Li-ion battery, the overall architecture of the system is designed tentatively, and then the acquisition and equalization module and the main control module are included based on this architecture. The hardware design of display module and the software design based on 渭 C / OS- 鈪，

本文编号：1420727