动力锂离子电池组管理系统的研究

汽车的发展给人们的生活带来了极大的方便,但是也给人类生存环境带来了危害,同时传统汽车所消耗的燃油属于不可再生能源。随着人类的环保意识的增强以及能源危机的加剧,新能源汽车由于具备诸多优点,受到人们越来越多的关注,在许多国家已经上升到国家战略的层面。在我国,国家出台一系列的政策鼓励和支持新能源汽车发展。在几年前,由于电池技术的限制,新能源汽车并没有得到很好的发展,然而在这几年,随着锂电池技术的日益成熟,新能源汽车在这几年出现了“井喷”式的发展。锂电池以高性能、低污染或者无污染而受到汽车界的关注,被誉为最具发展潜力的能源载体之一,锂离子电池的管理已成为当前研究的热点之一。 本系统针对74节动力锂电池组,采用基于CAN总线的分布式架构,由电池包模块与主控单元组成,所有电池包模块与主控单元通过CAN总线进行数据交换,由主控单元统一控制电池组的充放电、均衡等等。这种架构可以很方便的增减电池的数量,具有很好的通用性和扩展性。本文从电池外部参数的采集、电池管理系统的架构及部分核心硬件设计、电池管理系统的电量计算方法及控制管理策略、管理系统的软件设计四个方面对所研究的系统进行了阐述。 文中对电池组单体电池电压的采集做了深入的研究,并提出一种低成本、高精度的电池组单体电池电压检测方法,该方法具有成本低、电路简单可靠、对电池影响小、精度高的特点,常温下误差低于0.1%。 研究了电池组的电量计算方法和控制管理策略,在文中给出了具体的故障管理、状态管理、充放电控制策略、热管理等电池组管理策略,增强电池组在使用过程中的安全性能并提高电池组的使用寿命。 对电池管理系统的软件设计做了深入的研究,系统的软件设计采用多工序并行处理的程序结构,该程序结构设计简单、实时性较强,能够很好的应对管理系统对系统实时性和稳定性的要求。 最后,对本系统存在不足以及改进方案进行了详细说明。