纯电动汽车锂电池安全充电控制策略研究

发布时间：2020-11-02 00:31

　　 纯电动汽车以低能耗、低噪声、零排放的优点迅速成为新能源汽车的发展方向,其充电控制系统对电池组进行高效安全的综合管理,涉及电动车的整车安全性、可靠性和智能化。锂离子动力电池充电时存在充电时间长,续航里程短,效率低,寿命短,整车充电安全性及可靠性不足等问题。针对整车充电安全性和可靠性这一关键性问题,本文以锂离子动力电池为充电对象,从充电控制策略和安全防护策略两个方面提出了一套完整的纯电动汽车锂电池安全充电控制策略。主要研究内容有:(1)对充电控制系统硬件方案及其重要子模块进行功能设计。以锂离子动力电池为充电对象,针对常规充电模式下的充电控制系统设计要求,对电池管理系统、整车控制器及车载充电机分别进行功能设计,并在此基础上做出总体硬件设计方案。(2)提出具体充电控制策略,以实现智能充电功能、充电锁止功能及高压上下电控制等功能。使其可根据用户需求,实现定时充电、远程充电以及即时充电等模式,实现充电过程整车驻车锁止功能且能有序处理高压上电及下电操作,提升整车充电智能化及安全性。(3)提出充电安全防护策略,以实现高压安全保护功能、软件抗干扰功能及故障诊断功能。重点针对高压绝缘故障检测、高压互锁故障检测进行高压安全控制,对软件干扰问题做滤波处理,且对充电诊断出的故障做相应处理机制,以提高充电安全及可靠性。通过对充电控制策略及故障诊断处理策略进行仿真分析表明,充电各时序状态跳转及故障诊断机制是有效的,符合设计的控制逻辑;同时,对设计的软件进行实车充电试验表明,实车充电中无故障出现,整个充电过程均处于高压安全互锁状态,该安全充电控制策略能满足提出的设计要求,且在实现智能充电的基础上有效保证了充电时的整车安全性及可靠性。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U469.72
【部分图文】：

华南理工大学硕士学位论文 Simulink/Stateflow 工具进行建模，以整车控制器、电池管理系统及车载充电机AN 通信中的指令信号为基础，对充电控制策略、故障诊断及处理策略进行仿并在实车上做交流充电试验，验证该安全充电控制策略的可靠性及有效性。

子电池的单体电压约为镍氢电池的 3 倍，在比功率、能量密合考虑上，锂离子电池都具备较大的优势，且其充电过程不离子电池因其众多优点成为应用最广泛的车用动力电池[35]。理系统，安全性能还有待改善[36]。为此，就目前电动汽车技锂离子动力电池为基础，对其充电控制策略进行研究，以提时的安全性及可靠性。电池充电原理 所示，锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解是锂离子电池中最为核心的部分，其特性直接影响动力电池全性。不同的正极材料可形成不同性能的锂离子动力电池，(镍钴锰酸锂和镍钻铝酸锂)、钴酸锂、锰酸锂及磷酸铁锂[37

第二章 充电控制系统设计要求车在日常行驶里程较短运行工况中的各阶段，在整车运行过程中，实际上很少出现完整的 AB、CD、EF 等过程；由图 2-2 可看出，若从家里出发，汽车启动后开始耗电，此时电池剩余电荷量由满电状态消耗至 60％；到达目的地后停车办理事务或工作，一段时间后又启动汽车返回，到家后剩余电荷量只剩下 20%，此时需对汽车动力电池进行常规充电，汽车动力电池的剩余电荷量由 20％充电至设定的容量后停止充电。
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本文编号：2866317