電動汽車動力鋰電池組管理系統(tǒng)的研究.pdf

1、動力電池組作為電動汽車的驅(qū)動源，其良好的性能參數(shù)和運行狀況對保障車輛的安全和可靠運行至關(guān)重要。這就需要對電池組的工作過程進行實時監(jiān)測、狀態(tài)評估和控制。這也是一個電池管理系統(tǒng)的最基本，也是最核心的任務(wù)。其中，對電池的狀態(tài)估計則常以相關(guān)模型和算法為依據(jù)，監(jiān)測和控制則以硬件結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。
　　目前應(yīng)用最廣泛的電池模型是等效電路模型。這種方法從物理角度出發(fā)對電池反應(yīng)機理進行理論近似，但往往面臨精度和復(fù)雜度的兩難選擇。常用的估計算法中，擴展卡

2、爾曼濾波(EKF)以較小運算量和較高的效率而得到了廣泛應(yīng)用，但存在著非線性近似能力有限的缺陷。對于管理系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)，電池檢測的難點在于串聯(lián)電池組的高共模電壓的影響，充放電控制的難點在于消除電池不一致性的同時提高能量利用率。國外目前設(shè)計的專用的集成電路芯片以其便利和高效得以廣泛應(yīng)用，但其均衡方式會造成電能的無用耗散。
　　本文主要針對電池管理系統(tǒng)的這些研究手段或硬件組成方案中存在的問題，提出新的解決辦法。首先從電化學(xué)角度做理論近似

3、，提出并驗證了一種基于能斯特方程的電池極化模型。該模型具有精度高、階數(shù)低、求導(dǎo)方便等優(yōu)點。并以此為基礎(chǔ)，分別運用EKF和UKF算法完成了電池荷電狀態(tài)（SOC）的估計，驗證了UKF比EKF具有更好非線性近似能力。隨后，以一款A(yù)D芯片為核心構(gòu)建了檢測單元，編寫嵌入式軟件，完成對電池的數(shù)據(jù)采集。并依靠二線制載波通信技術(shù)克服了高共模電壓影響，從而實現(xiàn)在電源總線上的數(shù)據(jù)通信。在此基礎(chǔ)上，對通信協(xié)議和機制進行一系列時間優(yōu)化，提高了系統(tǒng)的實時性。最后