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动力电池管理系统研究

凌牧  
【摘要】:动力电池作为电动汽车的能量来源之一,是一辆车性能好坏的关键所在。如何使电池配合好电动汽车的工作,使电池发挥出最大的效率,尽量延长电池的寿命,这些问题都是电池管理系统所要解决的问题。 本文的研究对象是动力电池管理系统(BMS),因此首先需要对动力电池的性能有所了解,对动力电池进行建模。本文使用Advisor软件在matlab/simulink环境下对动力电池建立RC模型,该模型的参数可以实时的随着电池状态的改变而变化,能很好的对动力电池的性能进行仿真。此外,由于电池的温度变化会对动力电池的性能产生较大影响,本文还建立了动力电池的热模型,在温度高于设定值时采用开启风扇方式对电池降温,在matlab/simulink环境下建模之后,仿真结果显示冷却系统工作良好。 在硬件设计方面,经过对电池管理系统的功能具体分配以后,本文采用摩托罗拉系列芯片MC68HC908GZ16作为采样系统主控芯片,具体设计了电压采样、电流采样及温度采样硬件电路。本文采用CPLD器件EP2C5T144C8N代替传统的模拟开关器件对电压采样进行选择,不仅提高了转换速度,且CPLD器件丰富的接口数为以后的电池数目扩展留下发展空间,本文在QuartusⅡ软件环境下对于CPLD的程序进行了波形仿真。 此外,在软件设计方面,本文首先对整个电池管理系统总流程进行规划,并针对电池管理系统的功能进行了CAN总线设计,对各项功能进行了报文定义,对于MC68HC908GZ16内置的MSCAN08模块的初始化、发送接收数据进行了软件设计,对于采样模块也给出了相应的软件流程。 在实验室环境下,本文对采样系统模块进行了测试,主要测量了电池包单体电池电压,以电压表测试数据为基准,结果显示采样模块工作良好,采样精度符合设计要求。


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