高速電動(dòng)輪車電池管理系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、在當(dāng)今世界面臨著由傳統(tǒng)汽車工業(yè)發(fā)展引發(fā)的能源短缺和環(huán)境污染的雙重背景下，純電動(dòng)汽車以其獨(dú)特的零排放、無污染、效能高等優(yōu)點(diǎn)逐漸受到各國政府及車企的高度重視。在各式各樣的純電動(dòng)汽車中，高速電動(dòng)輪車因其四個(gè)輪子都采用線控技術(shù)的輪轂電機(jī)來驅(qū)動(dòng)，底盤布置更加簡(jiǎn)化，逐漸成為純電動(dòng)汽車研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。高速電動(dòng)輪車的行駛必須依靠動(dòng)力電池組提供能量，因此對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行及時(shí)有效的在線監(jiān)控與管理也成為當(dāng)前電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)中研究的重點(diǎn)之一。本文以課題組研制的

2、一款高速電動(dòng)輪車對(duì)動(dòng)力電池組的使用需求為背景，研究并開發(fā)出一款基于集中-分布式結(jié)構(gòu)的鋰電池管理系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由一個(gè)主控單元模塊和六個(gè)電池參數(shù)采集模塊組成。
　　在針對(duì)動(dòng)力電池組的荷電狀態(tài)(State Of Charge,SOC)估算方法的研究工作中，文章分析了影響SOC估算的相關(guān)因素和幾種常見的SOC估算方法，采用了開路電壓法與電流積分法相結(jié)合的估算方法，在開路電壓法的計(jì)算公式中引入了電池剩余電量在靜置狀態(tài)下關(guān)于時(shí)間變量的加權(quán)運(yùn)算

3、，最終在靜置和工作兩種狀態(tài)下分別估算出高速電動(dòng)輪車動(dòng)力電池組的SOC值。
　　在軟硬件設(shè)計(jì)過程中，基于本文設(shè)計(jì)的高速電動(dòng)輪車BMS的總體結(jié)構(gòu)方案和模塊化設(shè)計(jì)的原則，將整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路劃分為主控單元電路、電池參數(shù)采集板電路、主從控制器SPI通信電路和整車電源轉(zhuǎn)換電路四個(gè)部分，并在Altium Designer開發(fā)環(huán)境中依次完成了各部分的電路設(shè)計(jì)，在PCB板設(shè)計(jì)過程中引入了多種抗干擾處理措施，使系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得到增強(qiáng)。軟件設(shè)計(jì)

4、環(huán)節(jié)同樣基于模塊化及層次化的設(shè)計(jì)方法，依次對(duì)主控單元和電池參數(shù)采集板控制單元的主程序和子程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)各個(gè)程序的實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行了詳細(xì)的介紹與分析，給出了各個(gè)主從控制單元的主程序及其子程序的軟件流程圖。
　　最后，制作出了BMS的試驗(yàn)樣機(jī)，完成了系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試，針對(duì)系統(tǒng)中的整車電源轉(zhuǎn)換模塊和LCD顯示模塊進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，同時(shí)通過實(shí)車測(cè)試實(shí)驗(yàn)獲得了大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)針對(duì)各電池包溫度的測(cè)量誤差小于1℃，針對(duì)總電壓的測(cè)量誤