燃料電池汽車蓄電池管理系統(tǒng)算法及實(shí)現(xiàn).pdf

1、高效和零排放的燃料電池混合動(dòng)力汽車是人類“可持續(xù)移動(dòng)”(Sustainable Mobility) 的理想解決方案。種類繁多的二次能源中，鋰離子電池出色的能量和功率特性，使得我國自主開發(fā)的“超越”系列燃料電池汽車選用其作為輔助能源。本文的研究對象即是該車中的鋰離子電池管理系統(tǒng)。鋰離子電池單體間具有差異性，作為輔助能源的工況會(huì)加劇其電壓差異。電壓差異將導(dǎo)致部分電池過充或過放，降低電池使用效率，甚至損傷電池。為保障燃料電池汽車動(dòng)

2、力性、經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性需要實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池狀態(tài)。因此，整車的要求和鋰離子電池的特性決定了蓄電池管理系統(tǒng)在燃料電池汽車中不可或缺。在燃料電池汽車鋰離子電池管理系統(tǒng)的研究基礎(chǔ)上，論文介紹了一套完整的燃料電池汽車鋰離子電池管理系統(tǒng)的解決方案，并圍繞該方案的軟硬件實(shí)現(xiàn)展開。硬件是蓄電池管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的載體。根據(jù)燃料電池汽車對蓄電池組及管理系統(tǒng)的要求和鋰離子電池特性對管理系統(tǒng)的要求，管理系統(tǒng)采用模塊化分級(jí)式結(jié)構(gòu)。管理系統(tǒng)與整車控制器之

3、間和管理系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換均采用CAN總線來實(shí)現(xiàn)；管理系統(tǒng)具備高精度的快速采樣功能，以實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池狀態(tài)并為整車提供準(zhǔn)確信息；管理系統(tǒng)具備平衡電路對單體鋰離子電池進(jìn)行電壓均衡，以解決鋰離子電池的電壓一致性問題。同時(shí)，設(shè)計(jì)了監(jiān)控電路，以提高平衡電路的可靠性和記錄故障信息；管理系統(tǒng)具備電池內(nèi)阻測量的功能，以評(píng)價(jià)電池壽命；蓄電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)了時(shí)鐘電路，以建立鋰離子電池的長效研究和評(píng)估機(jī)制。當(dāng)然各功能模塊之間有相輔相成的關(guān)系。論文在

4、對鋰離子電池管理系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)方案整體介紹的同時(shí)，還對其中的若干關(guān)鍵技術(shù)作了說明。軟件是鋰離子電池管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的靈魂。而軟件開發(fā)平臺(tái)則是鋰離子電池管理系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)的保障。V 模式開發(fā)平臺(tái)能夠縮短蓄電池管理系統(tǒng)軟件開發(fā)周期、提高開發(fā)質(zhì)量、降低開發(fā)成本。V模式開發(fā)是在對系統(tǒng)建模和仿真的基礎(chǔ)上，自動(dòng)生成產(chǎn)品代碼，并進(jìn)行在線測試和標(biāo)定的開發(fā)模式。蓄電池管理系統(tǒng)采用Simulink+Targetlink+CodeWarrior開發(fā)工具鏈

5、進(jìn)行管理系統(tǒng)的軟件開發(fā)。該平臺(tái)首先利用Matlab/Simul ink進(jìn)行系統(tǒng)建模和仿真；然后利用Targetl ink將系統(tǒng)模型自動(dòng)生成為功能模塊的產(chǎn)品代碼，同時(shí)進(jìn)行軟件仿真，驗(yàn)證代碼準(zhǔn)確性；隨后，在 CodeWarrior 上進(jìn)行功能模塊代碼和手工編寫的硬件相關(guān)代碼融合并將其下載到目標(biāo)機(jī)。該工具鏈部分實(shí)現(xiàn)了V模式開發(fā)平臺(tái)的功能。論文介紹的燃料電池汽車蓄電池管理系統(tǒng)功能較為完善，可靠性較好，已在“超越”系列燃料電池汽車的運(yùn)