电动汽车电池管理系统研究

电动汽车引领着汽车技术的发展方向,从20世纪末发展起来的现代电动汽车具有低排放甚至零排放、热辐射低、噪音低且环境友好等特点,是节能、环保和可持续发展的新型交通工具,具有广阔的发展前景。在产业过程中,蓄电池及其管理系统作为主要的动力源部件是其中最为重要的一个环节之一。 电池管理系统能够实现实时监测电池参数并估计其荷电状态(SOC),为驾驶员提供剩余电量、续驶里程等信息；能防止电池过充、过放、过压、过流、过高温,其优劣直接决定着动力电池组的使用寿命,一个合适的电池管理系统能够在充分发挥电池优越性能的同时,给予电池最佳的保护,保证电池性能,延长电池寿命,降低电动汽车运行成本。 本文介绍了电动汽车的发展情况以及国内外的电池管理系统的发展概况以及研究电池管理系统的紧迫性和重要性。接着介绍了现有的荷电状态SOC估计方法,分析其优缺点后,结合本文的硬件特点和使用环境,概述了模糊逻辑的原理,在此基础上建立了一种基于模糊逻辑的SOC预测模型,并给出了相应的建模过程和仿真结果。电池管理系统的一个难点是电池单体均衡,在分析现有的电池单体均衡方法后采用英飞凌的均衡管理方案为基础,引入变压器储能的思想,通过局部充放电的原理来实现单体均衡。本文还针对电池管理系统的难点设计了主从式的电池管理系统架构,详细阐述了系统的测量模块,主板控制模块,CAN通讯模块等的硬件接口电路设计。并在各个硬件模块的基础上给出了相应的软件设计,采用二阶巴特沃斯滤波器提高了系统的软件抗干扰能力。 系统在线测试和硬件在环仿真结果表明,SOC的模糊预测估计能满足系统的精度要求。实验还表明,电压、电流、温度等各项数据的误差都在规定的范围内,总电压测量误差小于0.5%,总电流测量误差小于0.5%,温度测量误差小于0.5℃,符合设计要求。