純電動汽車鋰電池管理系統(tǒng)研究與設(shè)計.pdf

1、能源日益緊缺和環(huán)境污染加劇是人類世界面臨的兩大突出性難題。近些年來，國內(nèi)傳統(tǒng)汽車行業(yè)得到了快速的發(fā)展，汽車總量呈現(xiàn)了階梯式的遞增趨勢。傳統(tǒng)汽車行業(yè)在服務(wù)經(jīng)濟增長和人們生活需求的同時，也大大增加了資源消耗和環(huán)境污染。有著低功耗、低噪聲、零污染特點的純電動汽車，被公認為是未來汽車。動力鋰電池有著十分突出的儲能和動力性能，被認為是當前純電動汽車最合適的動力裝置。但是，如果缺乏優(yōu)秀的電池管理技術(shù)，動力鋰電池成組以后的性能表現(xiàn)會遠低于單個電池，在

2、電動汽車身上則表現(xiàn)出行駛里程短、安全性低、后期電池更換成本高等問題。因此，純電動汽車要想得到市場的認可，就必須克服這一難題，提高純電動汽車這一新型產(chǎn)品的競爭力。
　　本文首先研究分析了鋰電池的基本工作特性，對電池管理系統(tǒng)中的電池荷電狀態(tài)（SOC）估算、均衡管理、最大功率預(yù)測、絕緣管理等幾個方面進行了重點研究。鋰電池SOC是直接反應(yīng)汽車剩余行駛里程的指標，它的精確估算是目前研究的瓶頸和重點之一。本文先以戴維南（Thevenin）模型

3、為系統(tǒng)模型，介紹了如何運用擴展卡爾曼濾波法實現(xiàn)對電池 SOC的估計，并根據(jù)該模型的固有缺陷以及鋰電池的工作特性，提出了一種新式的基于雙模型的擴展卡爾曼濾波法估算SOC。均衡管理可以有效的提高鋰電池組的不一致性，目前的均衡管理系統(tǒng)中常把鋰電池端電壓作為均衡對象，利用均衡電路使各電池的端電壓保持一致。但電壓的一致性并不能切實的增加電池組的可用容量。因此，本文在以反激變壓器拓撲結(jié)構(gòu)為均衡電路的基礎(chǔ)上，通過保持鋰電池之間SOC的一致性，以實現(xiàn)電

4、池之間真正意義上的均衡。
　　本文中純電動汽車鋰電池管理系統(tǒng)的硬件框架，采用了集中-分散式的結(jié)構(gòu)。上層主控制器為 TMS320F2812型 DSP，它負責整個系統(tǒng)的主要工作，包括均衡管理、電量估算、安全管理、充放電控制、故障處理、數(shù)據(jù)處理等。底層控制器由 Atmega32單片機構(gòu)成，每個單片機負責8個電池的電壓和溫度的采集，以及對應(yīng)均衡單元的控制。主控DSP和整車控制器、底層單片機以及充電機之間的通信都通過 CAN總線實現(xiàn)。本文系