电动汽车电池管理系统硬件在环测试系统研究

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1、分类号：U27密级：公开UDC：621编号：201421202006河北工业大学硕士学位论文电动汽车电池管理系统硬件在环测试系统研究论文作者：刘天露学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：机械工程指导教师：高春艳职称：副教授DissertationSubmittedtoTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringELECTRICVEHICLEBATTERYMANAGEMENTSYSTEMHARDWARE-IN-THE-LOOPTESTSYSTEMRESEARCHbyLiuTianluSupervisor:GaoChunyanApril2017摘要新

2、能源汽车是当今汽车工业的重要发展方向，动力电池组作为新能源汽车的重要部件，电池管理系统（BatteryManagementSystem，简称BMS）可以全面监控动力电池组的工作情况并延长其使用寿命。为保证BMS的正常工作，对BMS的各项功能进行测试有着重要的意义。硬件在环测试系统为BMS提供虚拟的实车运行环境，可以对BMS的硬件功能进行系统全面的测试，检验BMS软件的控制逻辑，验证控制系统时序，考核控制策略是否满足使用要求，标定和优化控制策略中关键参数。因此，硬件在环测试系统可以提高BMS开发效率，降低开发成本，提高BMS软件的设计质量，降低车辆被召回的风险。本文结合项目需要，围

3、绕电动汽车电驱动系统的设计选型、动力系统部件特性试验、整车动力系统建模仿真、硬件在环（Hardware-in-the-loop简称HIL）仿真平台的搭建及BMS的HIL测试开展工作。主要研究内容包括：1）分析了纯电动车动力系统的结构，阐述了BMS的功能。根据电动汽车的整车参数和性能指标，进动力系统的参数匹配设计。对电动机和动力电池组进行产品选型和特性试验，为动力系统仿真建模获取参数和指标；2）依据电动机和动力电池组特性试验的试验数据，在Matlab/Simulink下搭建纯电动汽车的正向仿真模型，包括整车动力学模型、动力电池组模型、电机查表模型。同时完成本文动力系统的Simuli

4、nk实现，对动力系统各部件进行仿真验证。仿真结果说明电动机与动力电池组设计选型的正确性以及建模方法的合理性；3）介绍HIL仿真测试基本原理，提出基于LabVIEW-RT实时系统的宿主机和目标机的“双机”实时仿真方法。描述了LabVIEW-RT实时系统的搭建步骤，包括宿主机和目标机的软硬件配置、“双机”通讯方法和通讯测试。以BMS的测试信号为依据，进行数据采集板卡和CAN通信卡的选型。阐述BMSHIL测试系统工作方式和信号传输路径，设计BMSHIL测试系统底层硬件架构；4）设计BMSHIL测试系统人机交互界面。以BMS的功能为依据，设计测试用例，使用BMSHIL测试系统对电池放电过

5、程进行模拟测试。关键词：新能源汽车；电池管理系统；硬件在环测试；仿真模型；LabVIEW-RT；IABSTRACTThebatterymanagementsystem(referredasBMS)canfullymonitortheworkofthebatterypackandextenditsservicelife,thenewenergyvehicleisanimportantpartofthenewenergyvehicle.].InordertoensurethenormalworkofBMS,itisofgreatsignificancetotestthefunctio

6、nsofBMS.HardwareintheringtestsystemfortheBMStoprovideavirtualrealvehicleoperatingenvironment,theBMShardwarefunctioncanbeacomprehensivesystemtesting,testBMSsoftwarecontrollogictoverifythecontrolsystemtiming,assessmentcontrolstrategytomeettherequirements,thecontrolstrategyThekeyparametersarecal

7、ibratedandoptimized.Therefore,thehardwareintheringtestsystemcanimprovetheBMSdevelopmentefficiency,reducedevelopmentcosts,improvethedesignqualityofBMSsoftware,reducetheriskofvehiclerecall.Inthispaper,thedesignofelectricdrivesystem,thedesignofp