基于CY8C5588的混合动力汽车电池管理系统研究

摘要

为了缓解能源危机和改善环境污染问题，世界各国和各大汽车生产企业都在大力研究和发展电动汽车和混合动力汽车。作为混合动力汽车的功能单元，电池管理系统的作用是采集动力电池的电压、电流、温度等外特性，估算电池剩余电量以及实时与整车控制器进行通信。能够显示汽车的续航里程、确保行车的安全性以及延长电池的使用寿命。所以研究电池管理系统具有重要意义。
　　 论文首先介绍了混合动力汽车及电池管理系统的现状及未来发展趋势，然后分析和研究了磷酸铁锂的工作原理及充放电特性。在分析研究现有电池荷电状态(SOC)估算方法的前提下，建立基于径向基函数神经网络电池模型估算荷电状态，并且对模型进行测试与仿真。接着设计电池管理系统的硬件电路和软件程序，硬件电路的主控芯片是Cypress公司的CY8C5588可编程片上系统，具体电路包括电压检测电路、电流检测电路、温度检测电路、均衡电路以及CAN通信电路等功能模块。软件上首先设计了系统总体流程，然后又分别设计了外特性采集、SOC估算、均衡、故障诊断和通信子模块流程。最后简要介绍了搭建的实验台架，并对实验设备的组成和实验方案做了相应说明。对电池和管理系统在实验台架上进行大量的实验，验证系统的采集、均衡控制、通信及SOC估算等功能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 电池管理系统的发展状况及前景

1．2．1 国内外发展现状

1．2．2 电池管理系统的发展前景

1．3 本文主要研究内容

第2章 磷酸铁锂电池特性及SOC估算

2．1 磷酸铁锂电池的结构及特性

2．1．1 磷酸铁锂电池的结构

2．1．2 磷酸铁锂电池的化学特性

2．1．3 磷酸铁锂电池的充放电特性

2．2 电池SOC的定义及影响因素

2．3 荷电状态估算方法

2．3．1 电池SOC估算方法及特点

2．3．2 神经网络估算模型的建立

2．3．3 模型仿真分析

2．4 本章小结

第3章 电池管理系统硬件设计

3．1 电池管理系统的硬件构成

3．2 核心控制芯片CY8C5588

3．3 状态采集电路设计

3．3．1 电压采集电路设计

3．3．2 均衡电路设计

3．3．3 电流采集电路设计

3．3．4 温度检测电路设计

3．4 CAN总线电路设计

3．5 本章小结

第4章 电池管理系统软件设计

4．1 软件总体设计思想

4．1．1 软件开发环境

4．1．2 软件主程序设计

4．2 软件子程序设计

4．2．1 信号采集子程序

4．2．2 SOC估计子程序

4．2．3 均衡电路控制子程序

4．2．4 故障检测子程序

4．2．5 CAN通信模块

4．3 本章小结

第5章 电池管理系统实验与分析

5．1 实验设备

5．2 实验方案

5．3 电池充放电实验

5．4 电池管理系统测试

5．4．1 电压采集实验

5．4．2 电流采集实验

5．4．3 温度采集实验

5．5 CAN通信测试

5．6 电池管理系统整体台架调试

5．7 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢