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动力锂离子电池组管理系统的研究与开发

朱洪波  
【摘要】:随着全球性的石油问题和环境问题的日益加剧,传统汽车行业受到了严重的挑战。电动汽车作为未来汽车发展的方向,成为了研究的热点。动力电池组是电动汽车的重要部分,其性能对电动汽车的性能有重要影响。由于锂离子电池具有很高的功率密度和能量密度,成为理想的动力电池。为了保证锂离子电池组的安全使用和发挥其最大性能,需要对锂离子电池组进行高效的管理。由于动力锂离子电池组是由很多电池单体串联而成以及锂离子电池组的工况复杂,动力锂离子电池组对电池管理系统有很高的要求。因此,对动力锂离子电池组管理系统的研究具有重要意义。本文研究得主要内容可以总结如下: 首先,对课题背景以及电池管理系统国内外发展现状做了简要的介绍。对电池管理系统的总体方案进行了设计,并确定了SOC估算的方法。 然后,对锂离子电池的工作原理和电池特性做了简单介绍。对常用的电池模型进行了分析和介绍。建立了锂离子电池的PNGV模型,并根据HPPC实验的数据对模型的参数进行了识别。 接下来,对电池管理系统的硬件电路进行了设计,主要包括电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路和均衡电路的设计。为了提高安时法估算SOC的精度,设计了电流信号的V/F转换电路。分析了现在常用均衡电路的特点,提出了一种新的均衡电路。 文章还对电池管理系统的软件进行了设计,包括主程序、中断服务子程序和其它子程序的设计,并给出了主要程序的流程图。 最后,论文对本文提出的均衡电路进行了仿真和测试。实验表明本文提出的均衡电路能够进行大容量均衡,与其它均衡电路相比具有较高的均衡速度。


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