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天津大学硕士学位论文电动汽车电池管理系统软件设计与SOC估算策略研究姓名：张术申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：夏超英20061201电动汽车电池管理系统软件设计与SOC估算策略研究作者：张术学位授予单位：天津大学相似文献(10条)1.学位论文廖晓军基于DSP的电动汽车电池管理系统2007环境和能源问题要求未来的汽车提高效率、降低污染。电动汽车的开发虽然已有了很大的进展，但仍需要取得进一步的突破。电池管理系统作为电动汽车的关键技术之一，不仅不助于提高动力电池工作的有效性，增加电动汽车的续驶里程，而且有助于提高动力电池使用的安全性，并延长其使用寿命。因此，本文致力于开发更高效、更实用的电池管理系统，深入讨论了电池管理系统的设计思想与实现方法，对镍氢电池充放电容量的预测和估算方法进行了研究。本文在大量充放电模拟试验和随车试验数据采集的基础上，详细分析了镍氢蓄电池的工作原理和充放电特性，并对影响电池容量的主要因素进行了探讨。针对动力电池的状态特点，提出一种采用了安时法和径向基神经网络相结合的SOC估算方法，并通过Matlab和Advisor软件进行了仿真验证。结果表明，新的SOC估算方法能较为准确而快捷地反映动力电池实际工作状况。构建了基于最新32位DSP芯片TMS320C2812的电池管理系统。本系统为分布式结构，各电池组模块与DSP主控制器之间采用CAN总线进行通信。完成了系统的软硬件设计，并在CCS2000开发环境中行了软硬件调试。在电池管理系统中增加了基于USB接口的数据通信和存储接口。在USB1.1通信协议、海量存储设备类协议、磁盘读写命令集和FAT文件系统等众多协议和规范的基础上，完成了该接口的硬件制作和较件调试，使得电池管理系统中的各项信息数据可以直接写入U盘中存储，极大地提高了电池管理系统的开发效率。本论文在理论和工程应用中都取得了较大的进展，为进一步研究电池管理系统提供了有价值的理论依据和工程应用参考。2.会议论文宫学庚.齐铂金.刘有兵基于CAN总线的电动汽车电池管理系统分布式设计的研究2003该文将CAN总线技术应用在电动汽车电池管理系统的设计上,提出了一种基于CAN总线的分布式设计方案,详细介绍了该设计思路的原理,CAN总线通信协议的测定,CAN总线接口电路的硬件设计以及CAN总线信息发送与接收软件的设计.基于CAN总线设计的分布式电池管理系统体积小,线束简单,能够高效灵活地利用电动汽车有限的空间资源,数据和控制指令的通信更加可靠,速度更快,电磁兼容性得到了很好得改善.3.学位论文张杨纯电动汽车用磷酸亚铁锂电池管理系统2009随着能源危机和环境污染问题在全球汽车产业发展过程中的重要性越来越多地被提及在各个层面，纯电动汽车的研究越来越受到重视。随着动力电池普遍使用，电池管理系统也伴随之产生。电池管理技术就是通过实时检测和估算电池状态、温度、电流、直流内阻、极化电压、SOC、最大可用容量、老化程度以及一致性等，并据此提供电池（组）的优化使用方法，既防止电池（组）出现滥用和不合理使用，保障其使用的安全性和长寿命；又能最大限度的发挥其性能，提高车辆运行的效率、驾驶的舒适性，实现电池容量和能量利用的高效性。本论文是国家“863”项目“车用动力蓄电池管理系统核心关键技术及可靠性研究”内容之一，研发北京市纯电动环卫车电池管理系统。在交大原有锰酸锂纯电动公交车电池管理系统的基础上研发适用于磷酸亚铁锂动力电池的电池管理系统，应用环境为北京市城市环卫车辆。北京市城市环卫车项目是全世界采用锂电池为动力源的最大规模的一次尝试，必将为电动汽车的发展提供重要的参考和数据。本文首先介绍了研究的背景，包括纯电动汽车的发展、动力电池的发展、以及电池管理系统的研究现状。在第二章和第三章中，重点研究锂电池SOC的估算方法，为锂电池的充电提供优化方法。第四章和第五章，描述了电池管理系统的硬件、软件、以及配套的上位机服务程序。4.期刊论文黄章华.陆华忠.吕恩利.张南峰.HUANGZhang-hua.LUHua-zhong.L(U)En-li.ZHANGNan-feng基于ARM和CAN的电动汽车电池管理系统-华南农业大学学报2009,30(4)介绍了利用嵌入式技术和CAN总线技术设计的电动汽车电池管理系统.电池监控节点以AVR单片机为核心,包括电池参数采集模块、CAN通讯模块、串口通讯模块等.各电池监控节点之间通过CAN总线进行通讯,主节点与上位机之间通过串口通讯.利用S3C44B0X开发板搭建了上位机管理平台,移植了实时操作系统uC/OS-Ⅱ,并将uC/GUI应用于触摸屏,实现了良好的人机交互.电池管理系统可以实现对各个电池电流、电压和温度的实时采集,并在触摸屏上显示,同时可通过触摸屏发送控制指令给各监控节点.经过电池标定试验验证系统是可行的.5.学位论文张巍纯电动汽车电池管理系统的研究2008随着社会的发展以及能源、环保等问题的日益突出，纯电动汽车以其零排放，噪声低等优点越来越受到世界各国的重视，被称作绿色环保车。作为发展电动车的关键技术之一的电池管理系统(BMS)，是电动车产业化的关键。本课题配合“基于开关磁阻电机的电动汽车的研制”，研制适用于纯电动汽车的电池管理系统。电池管理系统直接检测及管理电动汽车的储能电池运行的全过程，包括电池基本信息测量、电量估计、单体电池间的均衡、电池故障诊断几个方面。本论文主要工作是研制适用于纯电动汽车的蓄电池管理系统。研究铅酸蓄电池二阶模型的建立与剩余容量的卡尔曼滤波估算方法。分析铅酸蓄电池的基本工作原理和影响蓄电池组剩余容量SOC(stateofcharge)的主要因素。介绍了基于DSP2407的蓄电池组控制器的硬件平台，完成DSP小系统、电池数据采集电路、信号调理电路、CAN总线相关电路等硬件电路设计、调试、完善。独立完成系统所有软件设计，包括：主程序设计，电池基本信息检测子程序设计，电池剩余电量卡尔曼滤波估算程序设计，电池状态检测子程序设计，CAN收发子程序设计，EEPROM读写子程序设计。最后，在电动汽车上搭建实验平台，将铅酸蓄电池组与设计的软硬件系统联合进行调试、试验。测得了相关数据。试验结果表明，本文介绍的电池管理系统硬件电路可靠、经济、抗干扰能力强。可以实现：电池电压、电流、温度的模拟量采集；剩余电量的计算和电池状态的判断；实时显示，故障时报警等BMS相关功能。6.学位论文黎林纯电动汽车用锂电池管理系统的研究2009出于能源和环境的考虑，电动汽车在各国政府和汽车制造商的共同推动下取得了快速的发展。纯电动汽车因能真正的实现“零排放”而成为电动汽车的重要发展方向之一。锂离子电池以其能量密度大、电压平台高等优良的性能成为纯电动汽车的理想动力源。然而，锂离子电池的抗滥用能力较差。锂离子电池，特别是成组锂离子电池的的安全性和长寿命成为锂离子电池使用管理中急需解决的问题。针对目前锂电池管理中存在的问题，本论文以北京奥运用纯电动大巴为应用背景，对纯电动汽车用锂电池管理系统的开发进行了研究。论文首先研究了锂离子电池的基本工作原理，从锂离子电池内部机理的角度分析了影响锂离子电池性能利用和安全性的几个方面因素，并对电池的一些特性进行了测试。在此基础上，围绕锂离子电池安全和有效利用的目标，从车用锂电池的使用环节和工作环境进行分析，提出了锂电池SOC估算、热管理、电池组的绝缘检测和锂电池组的充电模式等四个方面的管理策略。最后，设计了锂电池管理系统的硬件电路，并将电池使用的管理策略提炼成软件算法嵌入到电池管理系统中应用。奥运会期间，共计有50辆装有这套电池管理系统的纯电动大巴投入到电动公交运营，并实现了“零故障”稳定运行。7.期刊论文曹莹瑜.齐铂金.郑敏信电动汽车电池管理系统抗干扰设计-工业控制计算机2005,18(12)分析了电动汽车电池管理系统干扰形成的原因,在此基础上针对干扰源从硬件和软件两方面提出了一些抗干扰措施,在车辆实际运行中,电池管理系统能稳定、可靠的工作,实践证明这些抗干扰设计可行,有效.8.学位论文黄章华基于ARM和CAN的电动汽车电池管理系统2008传统内燃机车因能源和环保等问题日益不能满足人们的要求，而电动汽车以节能环保、结构简单、易于普及等优点，得到了很大的发展，并被公认为是21世纪世界汽车工业改造和发展的主要方向。目前在电动汽车中应用的电池组主要由多个单体电池串联而成，单体电池间的充放电性能差异很大，为了防止电池出现过充、过放及温度过高等问题，要求准确监测电池电量，及时对电量不足的电池进行充电。同时要实时监测电池温度，及时发现和处理温度异常的电池。这样才能延长电池使用寿命，提高电池工作可靠性。因此如何有效管理和监控电池成为电动汽车的关键技术之一，电池管理系统也在这种背景下应运而生，而且成为电动汽车的重要组成部分。本文利用嵌入式技术和CAN总线技术，采用最小化系统的思路，设计了电动汽车电池管理系统。在保证最小化系统正常工作的前提下，可根据实际应用需要扩展至最大化系统。电池管理系统包括多个电池监控节点，CAN通讯网络和上位机。首先，电池监控节点采用了模块化的设计思路，分为主芯片、参数采集模块、CAN通讯模块、串口通讯模块等。主芯片采用了ATmega16，参数采集模块采用了美国DALLAS公司的单总线技术，可直接测量电池电流、电压和温度，连线简单，性能可靠。其次，建立了良好的数据传输通道。各电池监控节点采集电池参数之后可以通过CAN总线将数据送到主节点，主节点通过串口将数据送给上位机。反之，上位机也可发送控制参数绘主节点，由主节点转发给各个电池监控节点。最后，利用S3C44BOX开发板搭建了上位机管理平台，在uC/OS-Ⅱ操作系统的支持下，能有效实现电池管理系统多种任务的调度。采用触摸屏技术，结合uC/GUI图形界面，能以列表、波形图等形式直观显示电池参数，同时省去了传统按键设计，直接在触摸屏上进行操控，人机交互更为友好。9.期刊论文杨朔.何莉萍.钟志华基于CAN总线的电动汽车电池管理系统-贵州工业大学学报(自然科学版)2004,33(2)对CAN总线在电动汽车电池管理系统中的应用作了详细的阐述,介绍了以P8xC591单片机为核心的电动汽车电池电控单元(ECU)的软硬件的设计.10.学位论文李海军电动汽车电池管理系统的研究2008本课题以云雀轿车改装的双轮驱动纯电动汽车(EV)为试验平台，以阀控式铅酸蓄电池为研究对象，研制适用于电动汽车的电池管理系统。目的是延长电池使用寿命、提高电池的能量效率和运行可靠性。本论文利用安时法(A.H)和卡尔曼滤波(KALMAN)来估算电池荷电状态，并利用MATLAB/Simulink仿真验证估算方法的精确性。在设计电池管理系统时，采用分散采集集中处理的电池管理系统设计方案，即首先对各个单电池的基本信息进行采集，然后由电池管理系统的控制芯片(InfineonXC164CS)进行集中处理计算，从而得出电池荷电状态和电池工作状态等信息。在硬件设计中详细介绍了ECU控制单元、信号采集电路、主电路短路保护电路、CAN通信接口电路等的设计。利用XC166集成开发环境Tasking与SimulinkReal-TimeWorkshop(RTW)连接进行代码的硬件仿真与软件调试，采用V字型的开发流程，使各个开发阶段之间实现了无缝连接，提高了开发效率，保证研发系统的可靠性。最后，将铅酸蓄电池与本文所设计的电池管理系统联合进行调试、试验。试验结果表明，本文所设计的电池管理系统(BMS)可以实现蓄电池的电压、放电电流、温度等模拟量的采集，能够对电池剩余电量和电池荷电状态进行估算，液晶显示板能实时显示电池剩余电量并能够进行故障报警。本文链接：下载时间：2010年6月1日