纯电动汽车锂离子电池能源管理系统的研究

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1、分类号：TB1142密级：公开UDC：6213编号：201432502034河北工业大学硕士学位论文纯电动汽车锂离子电池能源管理系统的研究论文作者：张冬颖学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：控制工程指导教师：杨鹏职称：教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofControlEngineeringResearchOnLi-ionBatteryEnergyManagementSystemOfElectricVehiclebyZhangDongYingSupervisor:Prof.YangP

2、engMay2017摘要在全球工业进步和经济飞速发展的浪潮下，汽车的研发、生产、使用也得到了长足的进步。但是近些年，大气污染愈演愈烈。在此背景下，开发新能源电动汽车迫在眉睫。电动汽车的研制与关键技术的研究成为很多大型汽车企业和相关研究机构的重要工作。其中能源管理系统一直是电动汽车发展的重大阻碍。尤其是作为电动汽车能量来源的动力电池的研究，显得尤为突出和重要。本文从纯电动汽车能源管理系统角度出发，主要提出成组电池切换使用的充放电控制策略。本论文具体做了如下工作：（1）本文在详细介绍常见电池等效电路模型的基础上，概括了各种电池模型应用时的优缺点。并且在电池模型基础上提出了电池剩余电量的估算方

3、法，具体分析了开路电压法、安时积分法和卡尔曼滤波法等剩余电量的估算策略，再此基础上确定结合开路电压法和安时积分法进行电池组SOC的估算。（2）本文设计了能源管理系统整体控制思想，针对两组动力电池，提出“一用一备”的控制思想。主电池组和备用电池组切换使用，并以此方案为总原则，进行硬件电路设计工作；通过霍尔传感器，采集主电池组和备用电池组工作时总电压和总电流，并以此作为电池组整体工作状态的初步判断；通过控制继电器的导通与断开，以此来控制主电池组和备用电池组的切换使用。（3）在硬件电路基础上，通过模块化和结构化思想，设计了软件方案。根据能源管理系统主控制电路各个模块的功能，编写软件程序流程图，

4、其中涉及总电压、总电流采集程序，剩余电量估算程序，“一用一备”电池组切换控制程序等。在Labview开发环境下，编写了上位机界面，用于当前使用电池组电压、电流、剩余电量的显示和相应数据的存储。（4）设计了电池组切换条件实验，根据实验数据，以电池组电量增量分析法为基础确定了成组电池切换使用的条件；设计了电池组快速切换放电使用实验，验证了电池切换使用的合理性；设计了电池组使用效率检测实验，分析了电池使用效率情况，进一步验证了成组电池切换使用的优越性。关键词:剩余电量能源管理系统电量增量电池切换ABSTRACTUndertherapiddevelopmentofglobalindustrial

5、andeconomy,thedevelopmentofthevehicleindustryhasmadegreatprogress.Recentyears,theairpollutionismoreandmoreintense.Inthiscontext,thedevelopmentofelectricvehiclesandresearchofcriticaltechnologyhasbecomeanimportantworkofmanylargeautomobileenterprisesandrelatedresearchinstitutions.Energymanagementsys

6、temhasbeenamajorobstacletothedevelopmentofelectricvehicles.Especiallyastheenergysourceoftheelectricvehicle,theresearchofthepowerbatteryisparticularlyprominentandimportant.Inthisthesis,fromthepointofviewofpureelectricvehicleenergymanagement,thispaperproposesacontrolstrategyofcharginganddischarging

7、.Designofpureelectricvehicleenergymanagementsystemisnotonlytomonitorthebatterystatusofvehiclepowerbatteryinuse,butalsothroughthecalculationandanalysisofthestateofchargeofthebattery(SOC).Throughalargenumberofexperimenta