基于嵌入式电动汽车电池管理系统设计和实现

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要随着环境保护和能源危机等压力的日益增大，电动汽车因其节能、环保、低噪音和能源来源多样性等特点，逐渐成为汽车工业领域的一个重要组成部分和发展方向。而电动汽车动力电池的电池管理系统作为电动汽车的核心部件，也成为了电动汽车领域的一个研究重点。电池管理系统(BatteryManagementSystem，BMS)通过对动力电池总电压、总电流、单体电压、温度和绝缘电阻等物理参数的实时测量以及控制，实现对动力电池的实时监控，为电动汽车稳定安全运行提供保障，同时也是提高动力电池的使用效率和使用寿命的保证。本文分析了国内外电池管理系统的研究现状，

2、详细研究了电池管理系统功能和结构，针对集中式电池管理系统结构上存在的问题，提出了更具有通用性和灵活性的集散式电池管理系统架构，并设计了一款基于嵌入式的电动汽车电池管理系统，实现对电池电荷容量实时准确估计和对电池的安全维护。在硬件上，采用了模块化的设计原则，将电池管理系统的主体结构分为3个部分，即主控部分、高压采集部分和单体电控部分，分别实现主体控制、高压采集和单体采集控制的功能，提高了整体系统的灵活性。对与每个部分功能的实现，论文给出了各个子功能模块的设计与实现。在软件上，采用了层次化和模块化的设计原则，同样将电池管理系统分为3个部分的结构进行设计，并在每个

3、部分的软件设计中实现了层次化管理。针对CAN通信软件设计以及动力电池剩余电荷状态(StateofCharge，soc)的估算算法，采用了3个分离的CAN总线通信的方式，实现电池管理系统内部和外部的通信；采用了多种SOC算法结合的方式，实现对电池SOC的估计。通过实际的测试表明，基于嵌入式的电动汽车电池管理系统的通用性、灵活性、数据采集精度、SOC估算精度、抗干扰能力、安全管理策略以及系统能源消耗等均达到设计标准，并在多家汽车厂家及研究院进行了装车测试，整车运行良好，稳定可靠。关键字：电动汽车，电池管理系，嵌入式系统，SOC武汉理工大学硕士学位论文Abstra

4、ctFacingthepressuresfromenvironmentprotectionandenergycrisis，ElectronicVehicle(EV)hasbecomeallattractiveresearchfieldofautomotiveindustryduetoithasmanyadvantages，suchasenergyconservation,environmentprotection，lownoise，energySOurCeSdiverse，etc．Andthebatterymanagementsystem(BMS)asthe

5、corncomplimentoftheEViSalSObecameakeyresearchareaoftheautomotiveresearchfield．BMSmonitorsthephysicalparametersofthebattery,includingtotalvoltage，current，cellvoltage，temperature，resistanceofinsulationandSOon，andcontrolsthebattery,realizingthemonitoringreal—time．TheBMSprovidestheguar

6、anteeofEV’Sstability,andimprovestheefficiencyofbatteryandprolongsbatterylife．AnalyzedtheresearchsituationoftheBMS，andtraversedthefunctionandstructureofBMS．TothequestionofthearchitectureaboutcentralizedmodelBMS，ThispaperprovidedaflexibleanduniversalBMSarchitecture，thedistributedmode

7、lBMS．AnddesignedaBMSbasedonembeddedtechnology,torealizetheaccuratelyestimatingofbatterystateofchargereal-timeandtheprotectionofbattery．Withthemodularizationdesignprinciple，thedesignstructureofBMShasbecome3parts，theBatteryManagementUnit，theHi曲VoltageCollectionUnitandtheLocalElectric

8、ControlUnit．Theyrealizedth