电动汽车锂离子动力电池管理系统设计及均衡策略研究

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电动汽车具有清洁和节能的突出优点，是目前世界上解决城市大气污染题目和能源危机的重要途径。电动汽车将成为21世纪取代传统燃油汽车的主要交通工具之一。锂离子电池组作为辅助能量源，是电动汽车驱动系统的重要组成部分；深入研究锂离子电池组管理和均衡技术对于提高电动汽车的性能、保证锂离子动力电池的安全运行、延长电池使用寿命等都具有重要的理论意义和工程应用价值。根据电动汽车和锂离子电池组的特点，本文研制了一套“集中控制方式”的电池管理系统。该系统设计并实现了基于16位DSP的主控制模块，基于CPLD和光耦继电器的采样模块。该系统可完成电池组总电压、单体电压、电流、温度等的采样与处理、SOC估算、CAN通讯、故障诊断、安全管理、热管理等功能。并设计了基于多任务系统的软件程序，实现包括采样任务、CAN发送任务、电池系统监测任务、串口发送数据任务、SOC估算任务等。同时研究了电池管理系统软硬件抗干扰技术。本文进行了锂离子电池组性能实验，深入分析了科学评价锂离子电池组不一致性的重要性，并建立了通过整体离散度和单体离散度来评价串联锂离子电池组不一致性的离散度模型。此模型能够较好地判断锂离子电池组的不一致性，为进一步实施电池均衡提供了依据。本文在分析和比较各种均衡方法的基础上，提出了逆变分压充放电均衡控制策略，通过调节逆变电路功率开关器件的占空比动态调整均衡的强度和接受充电均衡的电池的数目，自动地调节每一只电池的均衡充放电能量，最终实现电池的自动化均衡管理和控制。

电动汽车锂离子动力电池管理系统设计及均衡策略研究

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