基于TMS320F2812的電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著煤炭、石油等不可再生能源的頻頻告急，能源問題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。傳統(tǒng)汽車的尾氣中含有大量的有害氣體，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。為此越來(lái)越多的國(guó)家開始實(shí)行“綠色新能源計(jì)劃”，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力，力求解決環(huán)境問題。因此，電動(dòng)汽車相關(guān)技術(shù)的研發(fā)成為熱門。電池管理系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車的核心和關(guān)鍵技術(shù)之一，其研究具有重大的理論價(jià)值和實(shí)際意義。
　　 目前業(yè)界已有一些企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)研發(fā)了一些電池管理系統(tǒng)，并應(yīng)用到電動(dòng)汽車上。雖然

2、這些電池管理系統(tǒng)已經(jīng)具備荷電狀態(tài)(State of Charge，SOC)估計(jì)、溫度檢測(cè)等基本的功能，但是離商業(yè)化還有較大的距離，成為阻礙電動(dòng)汽車市場(chǎng)化的主要因素之一。
　　 本文首先分析了國(guó)內(nèi)外典型電池管理系統(tǒng)的主要功能，指出了現(xiàn)有電池管理系統(tǒng)的不足，詳細(xì)介紹了鋰電池的結(jié)構(gòu)和工作原理，闡述了電池荷電狀態(tài)的定義，分析了電池荷電狀態(tài)的計(jì)算方法，比較了現(xiàn)有的荷電狀態(tài)估計(jì)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。結(jié)合Thevenin模型和無(wú)色卡爾曼濾波算法(Un

3、scented Kalman Filtering，UKF)，提出了一種新型的鋰離子電池的荷電狀態(tài)估計(jì)算法，并建立了基于dSPACE的硬件在環(huán)仿真模型，驗(yàn)證了算法的有效性。
　　 在建立了荷電狀態(tài)估計(jì)算法的基礎(chǔ)上，本文針對(duì)業(yè)界需求提出了一種基于TMS320F2812+LTC6802架構(gòu)的電池管理系統(tǒng)方案，給出了電池管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路，采用控制主板+測(cè)量子板的分層結(jié)構(gòu)；論述了電池管理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)過(guò)程，以控制主板為核心，介紹了電

4、池管理系統(tǒng)采樣模塊、通信模塊、控制模塊、測(cè)量子板、安全保護(hù)模塊等的硬件設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了硬件抗干擾設(shè)計(jì)。在CCS3.3的開發(fā)平臺(tái)上，闡述系統(tǒng)軟件模塊化設(shè)計(jì)方法，給出系統(tǒng)的主程序模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、保護(hù)模塊、CAN模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、溫度管理模塊、單體均衡模塊等關(guān)鍵部分的詳細(xì)程序設(shè)計(jì)流程，并進(jìn)行了軟件抗干擾設(shè)計(jì)。
　　 最后，本文進(jìn)行了硬件在環(huán)仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際測(cè)量。仿真結(jié)果表明，本文提出的新型荷電狀態(tài)估計(jì)方法的估計(jì)結(jié)果優(yōu)于