基于S9KEAZ128的无线电池管理系统从控单元设计

发布时间：2022-12-22 23:29

　　燃油汽车保有量剧增带来的环境与资源问题日益凸显,电动汽车具有能源利用率高以及污染物排放少等优点,因此受到了人们的广泛关注。电池管理系统（Battery Management System,BMS）是电动汽车的重要装置,可实现电池组各项参数检测、电池组均衡管理以及温度调控等多项功能。设计一套高性能BMS对提高电池组使用寿命、保障电动汽车安全行驶具有重要意义。对传统电池等效模型进行分析对比后,该设计建立了二阶RC等效电路模型,通过混合动力脉冲特性（Hybrid Pulse Power Characterization,HPPC）放电试验对模型参数进行辨识,并在MATLAB/Simulink中搭建仿真电路以对该模型的精度进行验证。该设计采用容积卡尔曼滤波（Cubature Kalman Filter,CKF）算法实现荷电状态（State Of Charge,SOC）估算,并在MATLAB/Simulink中搭建SOC估算仿真电路以完成算法精度与鲁棒性的验证。该设计采用以SOC和端电压为基准的均衡策略,可有效提高均衡效率。传统有线式BMS通讯线路的连接及铺设都比较困难,线路出现故障时故障点位置... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 电池管理系统综述
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
        1.3.3 现阶段电池管理系统存在的问题
    1.4 研究主要内容及论文结构
第二章 SOC估算与均衡管理
    2.1 电池模型建立与参数辨识
        2.1.1 电池模型选取
        2.1.2 电池模型建立
        2.1.3 OCV-SOC曲线获取
        2.1.4 电池模型参数辨识
        2.1.5 电池模型精度仿真验证
    2.2 SOC估算原理
        2.2.1 扩展卡尔曼滤波原理
        2.2.2 容积卡尔曼滤波原理
        2.2.3 SOC估算精度仿真验证
    2.3 从控单元进行SOC估算的优势
    2.4 均衡原理与均衡策略优化
        2.4.1 电池组均衡原理
        2.4.2 均衡策略优化
    2.5 本章小结
第三章 电池管理系统从控单元硬件设计
    3.1 电池管理系统整体结构设计
    3.2 从控单元硬件模块设计
        3.2.1 MCU选型
        3.2.2 电源模块设计
        3.2.3 电压检测模块设计
        3.2.4 电流检测模块设计
        3.2.5 温度检测模块设计
        3.2.6 均衡管理模块设计
        3.2.7 无线通讯模块设计
    3.3 本章小结
第四章 电池管理系统从控单元软件设计与实现
    4.1 软件开发环境
    4.2 数据采集流程设计
        4.2.1 电流测量
        4.2.2 电压测量
        4.2.3 温度测量
    4.3 SOC估算流程设计
    4.4 均衡控制流程设计
    4.5 无线通讯流程设计
    4.6 故障报警流程设计
    4.7 本章小结
第五章 系统测试与结果分析
    5.1 电池管理系统从控单元硬件电路搭建及测试
        5.1.1 硬件电路搭建
        5.1.2 硬件电路测试
    5.2 上位机设计
    5.3 系统功能综合测试
        5.3.1 测试环境
        5.3.2 单体电压测试与验证
        5.3.3 电流、温度采集测试与验证
        5.3.4 均衡管理功能测试与验证
        5.3.5 通讯功能测试与验证
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]动力电池常见故障分析与预警方法[J]. 时玉帅,熊金峰,樊海梅.  广东化工. 2019(13)
[2]基于功能安全的BMS设计[J]. 韩豫萍.  时代汽车. 2019(08)
[3]S9KEAZ128的电动汽车电池管理从控单元设计[J]. 巩攀,杨玉新,李立伟.  单片机与嵌入式系统应用. 2019(05)
[4]基于不同工况下动力电池均衡技术的研究[J]. 张斌,黄鹏超.  现代制造技术与装备. 2019(04)
[5]常用直流电流检测技术研究[J]. 陈永亮.  电器与能效管理技术. 2018(22)
[6]动力电池管理系统云服务的构架设计[J]. 张骋.  工业控制计算机. 2018(11)
[7]一种锂离子动力电池组的复合均衡方法[J]. 来鑫,姜淳,郑岳久.  农业装备与车辆工程. 2018(10)
[8]地铁列车蓄电池温度异常的故障案例分析[J]. 齐晓华,李春亚.  科技创新与应用. 2018(17)
[9]矿用锂离子电池主动均衡控制系统的研究[J]. 姜长泓,徐宏.  电气传动. 2018(04)
[10]电动汽车电池管理系统抗干扰设计与测试[J]. 曹铭,孙庆华,何剑平.  电源技术. 2018(02)

博士论文
[1]动力电池组SOC估算及均衡控制方法研究[D]. 张金龙.天津大学 2012

硕士论文
[1]基于MC33771的电池管理系统设计与实现[D]. 傅万春.合肥工业大学 2018
[2]分数阶电路及其时频域综合分析方法研究[D]. 王文岗.山东大学 2017
[3]汽车应用HV-LV DC/DC变换器的设计研究[D]. 徐晨汀.浙江大学 2016
[4]电动汽车中锂电池智能管理系统研究[D]. 孙韬.安徽理工大学 2015
[5]铅酸电池与锂离子电池的建模与参数辨识方法研究[D]. 程兴婷.湖南大学 2015
[6]纯电动汽车动力电池组剩余电量估算研究及整车建模仿真[D]. 李湘江.中北大学 2015
[7]动力电池管理系统的仿真测试及研究[D]. 毛子通.浙江大学 2015
[8]电动汽车集中式电池管理系统的设计与实现[D]. 俞秀文.合肥工业大学 2014
[9]磷酸铁锂动力电池放电过程电化学—热耦合模型研究[D]. 徐蒙.北京交通大学 2014
[10]电动汽车动力电池组管理系统设计及基于安时法的SOC估算[D]. 高金超.天津大学 2014



本文编号：3724258