电动汽车电池管理系统设计及电磁兼容实验

发布时间：2017-09-02 15:25

  本文关键词：电动汽车电池管理系统设计及电磁兼容实验

  更多相关文章： 电池管理系统(BMS) 电池剩余电量(SoC) 扩展Kalman滤波器 均衡控制 电磁兼容(EMC)

【摘要】：随着新能源概念的普及推广,新能源汽车也逐步走入了千家万户,新能源汽车作为寻常百姓的新购车选择已经开始侵占着原本属于传统燃油汽车的市场。电池管理系统(BMS)能实时地监测电池或电池组的工作状况,并且同时能够对剩余电池电量进行估算,对续航能力进行计算,对电池电池容量进行均衡控制,对电池的健康状况进行诊断,最终延长电池寿命并保证电池的安全使用。在混合动力车上,电池管理系统(BMS)得到使用,我们都知道,新电池的储能作用和一致性大多是不错的,但随着时间的推移,单个电池的性能差异以及BMS的功能就显示出来了。如果BMS不作为,随着电池的一致性越来越差,实际的电池功效会大幅下降,同时安全性会陡增。本文从三个主要的功能入手,对设计的电池管理系统作了系统性的分析,同时,最后对该电池管理系统的电磁兼容测试技术作了详细的介绍。首先,针对电池的状态监测,详述了电压、电流的几种采集方式,通过对比分析,最终采用改进的序贯电压采集的方式以及一种折中的方案进行电流采集;并采用LTC6802芯片和热敏电阻相连的方式直接对温度值监测。其次,在正确理解剩余电量和SoC相关的概念和定义的基础上,采用一种了适用于电动汽车的基于扩展Kalman滤波器的估算方法,列出了该方法的一些优势和各主要变量选定的思路,并给出了理论推算方法。针对电池的均衡控制,介绍了其基本模型和意义,并采用了基于相邻电池电量转移的均衡控制方案,该方案参考"bq69PL115S13"芯片的拓扑结构,利用典型的Buck Boost电路进行硬件结构设计,是一种有效的解决方案。最后,由于电磁兼容在实际应用中的重要性,本文针对两种主要的电磁辐射干扰的方式:空间辐射和传导辐射,对该电池管理系统的电磁兼容测试技术、测试方法和测试原理作了详细的介绍和分析,并得出了真实可靠的测试结果,证明了设计的电池管理系统在电磁兼容方面的可靠性。
【关键词】：电池管理系统(BMS) 电池剩余电量(SoC) 扩展Kalman滤波器 均衡控制 电磁兼容(EMC)
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外技术发展现状11-12
• 1.3 主要研究内容12
• 1.4 论文结构12-14
• 第二章 电池状态的实时监测14-27
• 2.1 实时性问题14-15
• 2.2 电池电压监测15-18
• 2.2.1 精度问题15-16
• 2.2.2 电压采集方式16-18
• 2.3 电池电流监测18-23
• 2.3.1 精度问题18-19
• 2.3.2 基于串联电阻的电流监测19-20
• 2.3.3 基于霍尔传感器的电流监测20-22
• 2.3.4 实际电流监测方案的选定22-23
• 2.4 温度监测23-26
• 2.4.1 常见实现方案24
• 2.4.2 温度传感器的放置24-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 剩余电量(SOC)评估27-37
• 3.1 剩余电量的相关概念及理解27-30
• 3.1.1 剩余电量与SoC的定义27-28
• 3.1.2 剩余电量概念的理解28
• 3.1.3 剩余电量的数学定义28-29
• 3.1.4 剩余能量的不确定性29-30
• 3.2 剩余电量评估的困难30-33
• 3.2.1 电磁干扰引起的监测不准确30
• 3.2.2 几种情况的评估难题30-31
• 3.2.3 需考虑的实际问题31-33
• 3.3 基于扩展KALMAN滤波器的SoC估算33-36
• 3.3.1 应用Kalman滤波进行SoC估算的优势33-34
• 3.3.2 扩展Kalman滤波器各主要变量的选定34
• 3.3.3 Kalman滤波器与扩展滤波器的算法34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 电池的均衡控制37-44
• 4.1 均衡控制及其意义37-40
• 4.1.1 均衡控制的基本模型37-38
• 4.1.2 均衡控制管理的意义38-40
• 4.2 基于相邻电池电量转移的均衡控制40-43
• 4.2.1 硬件结构41-42
• 4.2.2 软件控制策略42-43
• 4.2.3 该方案的优势43
• 4.3 本章小结43-44
• 第五章 电磁兼容实验44-59
• 5.1 电磁兼容的相关知识44-45
• 5.1.1 电磁兼容的定义44
• 5.1.2 电磁干扰的危害44-45
• 5.2 电磁干扰实验的相关设备及布置45-48
• 5.3 空间辐射发射(电波暗室)48-55
• 5.3.1 概述48
• 5.3.2 实验设备及布置48-51
• 5.3.3 实验要求及结果51-55
• 5.4 传导辐射发射55-58
• 5.4.1 概述55
• 5.4.2 实验设备及布置55-56
• 5.4.3 实验要求及结果56-58
• 5.5 本章小结58-59
• 第六章 总结与展望59-61
• 6.1 本文总结59
• 6.2 工作展望59-61
• 参考文献61-64
• 攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文64-65
• 致谢65

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本文编号：779363