丁春强大创纯电动汽车电池管理系统设计

辽宁科技大学大学生创新创业训练计划立项申请表（第六期）项目名称：纯电动汽车电池管理系统设计负责人：丁春强学院名称：材料与冶金学院专业班级：能源14-A2学号：120143206001联系电话：[phone]电子邮箱：[e-mail]填表日期：2016年4月6号辽宁科技大学教务处制表填表须知一、立项申请表由项目负责人填写，内容必须实事求是，表达明确严谨。二、立项申请表填写内容应言简意赅，思路清晰，论证充分，一律用计算机输入打印，填写中如栏目篇幅不够，可自行加页。表格中正文字体应为小四号宋体，22磅行距，需签字部分由相关人员以黑色钢笔或水笔签名。三、本表一式两份，均用A4纸双面打印，于左侧装订成册。项目名称纯电动汽车电池管理系统设计项目类别A、创新训练项目（√）B、创业训练项目（）C、创业实践项目（）研究起止时间2016年4月至2017年4月申请经费4122.00元负责人姓名丁春强上一学年平均成绩80.1团队成员姓名学院班级学号上一学年平均成绩联系电话E-mail朱俊材冶能源[e-mail]李书鸿材冶能源[e-mail]罗雯材冶能源[e-mail]刘鑫宇材冶能源[e-mail]指导教师姓名蔡培力学院材冶学院职称教授[e-mail]联系电话[phone]指导教师姓名冯亮花学院材冶学院职称副教授[e-mail]联系电话[phone]指导教师姓名刘坤学院材冶学院职称教授[e-mail]联系电话[phone]指导教师姓名白勇学院材冶学院职称副教授[e-mail]联系电话[phone]立项依据（项目背景及研究现状500字以内）一、项目背景纯电动汽车不但有效解决了汽车对石油的依赖和汽车尾气污染，同时提高了能源的利用率，深受各国政府青睐。作为新兴产业，其技术尚不成熟，在动力方面尤为突出。其使用寿命短、价格昂贵、续航里程短、充电时间长、安全性低等问题急需解决。在减小行车阻力的同时对电池提出了更高的要求。就动力电池本身而言，动力电池组由数百乃至上千节3.6V锂电池串并联组成，其充放电一致性难以保证，极易引起单节电池过充或者过放，减小电池容量，缩短电池寿命。有时单节电池完全充放电可达2000次，而电池组却很难达到500次以上。此外，电池的荷电状态也备受消费者关注，由于其影响因素较多，很难精确计算。本小组基于市场需求，政策扶持，老师引导立此专题。着力解决充放电不一致、剩余电量计算、热管理及安全性相关问题。二、研究现状本小组通过阅读了大量相关书籍、期刊及论文，对理论知识有了初步的了解。通过新闻、微信、qq等网络平台及时了解电动汽车发展现状。多次与指导老师进行探讨，交流相关知识。打算近期搭建实验平台，对理论知识进行验证。项目内容、研究方法、创新点、预期成果（2000字以内）一、项目内容1.对单节电池电压、电流进行监测，为电池控制提供依据。采用LTC6840芯片监测电压，每片可在290μS内监测12节电池串接的电池组的单节电压，测量误差小于12mV,能够对单节电池欠压和过压条件监控和控制。利用霍尔电流原件对电流进行采集，其具有非接触性，耗能小，发热量少等优点，由于其对微小电流监测误差较大，与分流器结合使用。2.监测电池温度，能进行简单调节，热失控时及时报警。使用贴片式热敏电阻对单节电池、电池组及环境温度进行采集，及时将信息传递给控制系统。当温度偏高时利用风扇降温，温度过低时进行加热。当温度不在理想范围内进行操作提示，必要时能够报警。3.将充放电控制在合理区间，避免过充和过放。管理系统控制到每一节电池，及时根据监测信息进行充放电方式进行调整，确保电池能够正常使用。电量不足25%时提示充电操作，此时是进行快充的最佳时期。不足10%进一步提示，利用导航系统寻找附近充电装置，不足5%建议就近停车。当充电结束后能够自动断电。4.对电池的剩余电量进行预测，并推算出剩余里程。根据左边公式计算出电池放出的电量，再用总电量减去它，即得剩余电量。由于多次充放电积累误差较大，充放电10次及以上循环后，在条件允许的情况下，进行深度放电。及时矫正电池荷电状态与健康状态。5.记录电池充放电信息，根据历史信息对相关参数进行矫正，并查找出具体问题。6.采用CAN通信总线利于与其它模块进行通信。7.使用MCGS触屏控制，便于使用者操作。8.当烟雾浓度过高时进行报警。安装烟雾报警装置，当发生意外时及时进行报警，并进行断电处理。ditt21t2t1)(Q9.能够实现监测系统自检，及时发现自身问题。二、研究方法1.理论推断根据自身所掌握的知识，对电池管理系统存在的问题进行分析，寻求解决方案。2.经验借鉴与交流通过网络媒体、市场调研、用户反馈、同行交流等多种方式，获取更过有关知识与经验，少走弯路。3.建模法根据理论依据做出实验装置的模型，对模型进行简单控制，修改具体方案。4.实验法对管理系统进行重复实验，查找漏洞，同时对实验测量数据进行分析与处理。及时发现并解决系统存在的问题。三、创新点1.增加电池维护充电方式电池经过长期使用产生老化，同时受自放电、温度等多种因素影响其显示荷电状态已经偏离了实际值。增加电池维护的充电方式后，当电池进行10次及以上充放循环，荷电状态又小于20%，在充电时间允许的情况下，电池先进行深度放电，然后进行慢充，以矫正荷电状态，电池容量偏差。同时减少电池组因单节电池荷电状态的不同引起的不一性。2.增加超级电容组。充分利用超级电容比功率大的，循环寿命长，放点时间短的特性。在汽车启动、爬坡、加速过程中进行放电，有缓解了电池的压力。及时回收减速时的能量。在汽车冷或热启动时，可先用电容电量进行温度调节。3.充分利用历史信息及时对信息进行采集，并有效记录相关信息。根据历史信息，精确查找出问题电池，并对电池荷电状态及健康状况进行及时调整。4.采用MCGS触屏界面，方便了用户的操作。四、预期成果1个产品+1篇论文+1个专利项目进度安排2016.4—2017.10搭建平台编写代码数据采集2016.10—2017.11组装与调试2016.11—2017.1用户界面设计2017.1—2017.3进一步完善功能2017.3—2017.5写论文2017.5—2017.6申请专利经费预算与用途元器件名称数量单价小计3.6V锂电池180节6.001080LTC6840芯片10个118.001180霍尔电流传感器12个26.00312贴片热敏电阻及配套装置30套5150导线、接头若干200书本资料费200预留经费1000总计3122.00元项目指导教师意见签名：年月日大学生创新创业训练计划学院工作小组意见学院（公章）组长签名：年月日大学生创新创业训练计划学校领导小组意见年月日