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《南通大学》 2016年
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基于硬件在环的深混电池管理系统全仿真技术的研究

王传杏  
【摘要】:近年来随着环境污染和能源危机等问题的日益突出,节能环保的主题不断被大众提起。在快速发展的汽车领域,燃油车的能源消耗和排放污染成为困扰汽车发展的重要因素,因此大力推广新能源汽车势在必行。作为新能源汽车三大核心技术之一的电池管理系统(BMS),是阻碍其快速发展的瓶颈技术,也是推动新能源汽车批量生产的突破技术,因此对电池管理系统的深入细致研究变得尤为重要。硬件在环仿真测试作为电池管理系统(BMS)开发中的重要环节,对BMS的产业化开发具有十分重要的意义。本论文围绕电池管理系统的硬件在环测试系统展开,分别对被测试电池特性、硬件在环系统的仿真ECU硬件设计、系统的软件设计进行了深入的理论研究和设计,并将此系统用于BMS的前仿真测试和后仿真测试。本论文的研究内容主要有:(1)对被测试圆柱型镍氢电池的物性参数和性能参数进行理论分析,并进行大量的充放电试验,得到电池的基础充放电特性。(2)通过分析目标BMS的需求、仿真ECU的软硬件资源、通信接口协议、监控界面,得到硬件在环仿真系统的总体方案,为下一步的软硬件设计提供理论基础。(3)根据分析被测BMS的数字信号和模拟信号组成,设计电源电路、仿真ECU各模块信号的硬件电路和CAN接口电路,同时考虑电路的EMC设计等,完成硬件电路设计。(4)通过对电池特性和电池模型的分析,建立符合大功率充放电特性的镍氢电池等效电路模型。根据CAN硬件接口和传输信号完成CAN协议,实现仿真ECU、目标BMS和上位机之间的通信。设计完成的Lab VIEW上位机软件,能够快速、精确完成各试验的信号采集。(5)将自主研发的硬件在环仿真系统运用于目标BMS的完整性功能测试、极限测试和故障注入等前仿真试验,以及以采集的实车数据为样本,注入DHIL系统,验证BMS系统的可靠性的后仿真试验。试验表明,前仿真试验验证BMS控制策略完整性,缩短开发周期;在BMS实车试验后进行的后仿真试验,推动了BMS产业化,为版本升级做足准备。
【学位授予单位】:南通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U469.7

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