在线电池状态检测及反馈的电池管理系统的设计与实现

随着当今社会科技的迅速发展,环境污染及能源短缺问题越发严重。为了应对这些问题,人们着力于研究各种新能源汽车,其中,电动汽车作为重点研究对象受到了广泛关注。而对动力电池及电池管理系统(BMS)的研究则是电动汽车发展的关键。论文主要围绕在线电池状态检测及反馈的电池管理系统的设计与实现,针对传统电池管理系统较为封闭的问题,提出更为开放的系统平台,完成从电池制备、硬件管理、软件管理到可视化展示整个流程的工作。首先,利用新型石墨烯材料制备石墨烯电池,分析其相较于传统电池的优劣,这对动力电池的发展有一定的探索意义。设计并进行充放电实验考察各类锂电池在各种温度状态下的性能表现,为后续BMS设计提供数据依据。其次,针对电池各项特性设计管理系统,搭建系统整体框架,基本完成了BMS基础硬件平台的多项研究工作,包括:设计完成电池各项参数的采集电路;通过对比实验为热管理模块选用合适的散热器件;完成单体电池间的电压均衡电路搭建。最后,使用WPF构建BMS可视化平台,设计创建BMS各模块的可视化效果,结合实时数据平台的使用,实现了系统的实时在线。在实时数据的基础上,提出多个模块的设计方案,包括:基于误差反馈的荷电状态(SOC)估算优化方案;基于环境及电池温度监控的带有温度预测且用户可控的热管理系统设计方案;基于各项数据实时监控且带有噪点过滤的错误检测系统设计方案;基于数据支持的电池寿命估算方法;基于SOC估算的电量均衡处理方案。可视化平台的构建对传统的BMS有一定的补充意义,为以后BMS发展提供了更为优化的发展思路。