电动汽车分布式电池管理系统的研究与实现

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1、中图分类号：TM912论文编号：153122318学科分类号：510.8060密级：天津理工大学研究生学位论文电动汽车分布式电池管理系统的研究与实现（申请硕士学位）一级学科：控制科学与工程学科专业：控制理论与控制工程研究方向：电池管理系统作者姓名：代琪琪指导教师：魏克新教授2018年3月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’sDegreeResearchandImplementationofEVDistributedBatteryManagementSystemByDaiQiqiSupervisorPr

2、of.WeiKexinMarch2018摘要新世纪汽车产业发展迅速，电动汽车作为未来汽车主要的发展方向一直吸引着全球人们的关注。作为电动汽车核心技术之一的电池管理系统（BatteryManagementSystem，BMS）也越来越受到世界各国汽车企业的关注。BMS检测及管理电动汽车储能电池运行的全过程，其功能包括电池状态检测与分析、电池安全保护及电池参数的采集与分析等几个方面。本论文主要工作是针对纯电动汽车研发与之相适应的蓄电池管理系统，从系统硬件、软件及测试三个方面进行研究与实现。本文BMS采用主从分布式结构，主控板与从控板之间通过CAN总线实现数据的交互，从控板数量可根据所管

3、理的电池数目进行扩展。首先，对蓄电池的荷电状态（SOC）估算策略和绝缘检测方法进行了深入研究；通过对BMS功能和结构的分析，确定整体设计方案。其次，对于系统的具休实现，研究分析了各模块的设计原理，设计了电路原理图，介绍了主要模块的软硬件详细实现过程。其中主要包括总电压采集、电流采集、绝缘检测、单体电池电压的采集与均衡、温度采集等模块。设计过程充分考虑系统的抗干扰性能。本设计中，主控板采用英飞凌公司专为汽车应用而设计的TC1782作为主控芯片，可以高效采集动力电池的电压、电流，完成SOC估算和设备间的通信以及执行均衡策略。从控板采用的是美国凌特公司的专用电池监控芯片LTC6804，可

4、以采集单体电池的电压和温度以及被动均衡。LTC6804芯片之间支持SPI通信，从而具备了级联功能，其与主控芯片的信息交互利用基于LTC6820的增强型隔离SPI通信来实现。最后，通过台架试验及实车测试，使用监测软件CANoe记录了所采集的试验数据。通过反复试验分析可知，本文研发的电池管理系统稳定性强、抗干扰能力强，能够以较高的精度完成对电池电压、电流、温度的采集，SOC的估算和蓄电池绝缘等级报警等功能，证明了论文的正确性和实用价值。关键词：电动汽车电池管理系统SOC估算绝缘检测AbstractWiththerapiddevelopmentofautomobileindustryin

5、thenewcentury,theelectricvehiclehasbeenattractingtheattentionofpeopleallovertheworld,asthemaindevelopmentdirectionoffutureautomobiles.BatteryManagementSystem(BMS),oneofthecoretechnologiesofelectricvehicles,isalsoattractingmoreandmoreattentionfromautomobilecompaniesaroundtheworld.BMSdetectsandm

6、anagestheentireprocessofstoragebatteryofelectricvehicles,includingbatterystatusdetectionandestimate,batterysafetyprotectionandinformationmanagement.Themainworkofthisdissertationistodevelopabatterymanagementsystemforpureelectricvehicles.Thesystemhardware,softwareandtestingareresearchedandimplem

7、ented.TheBMSadoptsmaster-slavedistributedstructure.ThroughtheCANbus,themaincontrolboardandtheslavecontrolboardachievedatainteraction.Thenumberofcontrolboardcanbeexpandedaccordingtothenumberofmanagedbatterycells.Thebatterystateofcharge(S