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《西南交通大学》 2019年
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新能源汽车动力电池管理系统研究

翁志福  
【摘要】:电池、电机和电控是新能源汽车的核心技术。电动汽车的能源供应主要由电池提供。电池成本所占比例很高,电池系统是汽车性能的主要体现。为了充分发挥电池系统的最大性能,提高电池的效率和寿命,并且同时保障车辆行驶安全性,紧密结合整车开发需求,考虑车辆实际应用情况,从整车角度进行电池管理系统的研究是非常重要的,可使电池管理系统有更好的工程实用性能。论文依托某“燃料电池轿车整车产业化项目”进行动力电池管理系统研发。首先基于燃料电池动力系统参数,确认电池系统的需求,然后进行电芯选型并确定成组方案。通过燃料电池轿车的功能需求和电气架构分析,确定了主从分布式电池管理系统的电气和网络架构,并进行了分布式电池管理系统的架构设计。对动力电池管理系统中的关键技术,为保证产品可靠性和研发效率,以工程应用中较为成熟可靠的方法为基础,结合本燃料电池动力系统特点进行选择和改进。对SOC估算,提出了融合安时积分法、OCV法和内阻法优点的改进算法;对于SOP估算和电池均衡等关键技术,选择了工程上可靠的方法。对上述各项技术,进行了实验验证。在硬件开发方面,完成了主控和从控的核心处理器电路、CAN通信电路、绝缘电阻检测电路、高压互锁电路、总电压采集电路、总电流采集电路、热管理控制电路、高压执行部件控制电路等设计。为解决均衡电路失效时无法识别故障的问题,对均衡电路增加了独特的“被动均衡故障检测电路”专利技术。通过软件设计,实现了系统状态转换、充放电控制、高压互锁、绝缘检测、数据采集等功能。为有效解决分布式管理系统的从控编码问题,应用了“从控和硬线组合自动ID编码”的专利设计。在电池安全管理方面,结合车辆行驶状态,从整车需求的角度去系统地定义了故障,提出了电池安全管理和故障处理新策略,并在电池管理系统中得到实现。最后,对所研制的电池管理系统进行了联调测试,完成了该系统的功能、性能指标验证和基于整车角度定义的安全故障处理策略验证。结果表明电池管理系统功能和性能指标满足项目设计要求。本文结合某“燃料电池轿车整车产业化项目”的整车开发需求,考虑车辆实际应用情况,完成了电池管理系统研发,研究的工作具有工程实用价值,对考虑车辆应用场景的类似新能源汽车电池管理系统开发也具有借鉴意义。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:U469.7

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