电动汽车用电池管理系统应用研究

摘要

随着能源危机和环境问题的日益恶化，传统燃油汽车被电动汽车取代将成为时代发展的趋势。电动汽车对动力电池及管理系统提出了苛刻的要求，不仅需要满足能量密度、轻量化、功能安全性及系统可靠性的技术要求，而且需要满足市场化对低成本的需求。 为了能够满足严格的法规和车辆复杂工况的使用要求，作为控制核心的电池管理系统必须与具体的电池类型和特性、热管理系统及整车系统进行良好的匹配。动力电池系统及动力电池管理系统作为电动汽车的核心部件成为了国内外汽车公司和动力电池生产企业研究和关注的技术热点。近年来，在国家产业化政策的支持和推动下，电池管理系统技术发展迅猛，但在产业化进程中仍存在一些实际问题，最典型的是SOC、SOH估算对电动汽车续驶里程的影响。如何提高电池管理系统对电池状态估算准确度成为其产业化发展过程中急需解决的问题。 本课题主要介绍了电池管理系统的功能架构、硬件系统架构、SOC估算方法、SOH估算方法以及均衡控制方法。重点分析了影响动力电池SOC估算精度的因素，提出了一种利用安时积分的局部精确性和开路电压法的趋势准确性的在线估算方法。为了提高SOC、SOH及剩余容量等电池关键参数的估算精度，准确地考虑电池物理参数的影响以及建立具有鲁棒性的电池模型成为关键问题。在MATLAB环境下，使用Simcape模块建立电池模型，并用参数估算功能模块对关键参数进行优化。 同时本文还提出了一种基于统计学方法估算电池SOH的方法，将动力电池在使用过程中产生的例如容量、内阻、累积充放电容量等信息进行存储，并同实验室内统计的标准电池寿命模型数据进行对比从而估算出SOH。

目录

声明

第一章绪论

1.1选题背景及意义

1.2电池管理系统发展趋势

1.3课题研究内容概述

第二章BMS系统架构

2.1电池管理系统功能概述

2.2高压系统原理

2.3系统硬件架构

第三章SOC估算

3.1 SOC算法概述

3.2库仑积分法

3.3开路电压法

3.4阻抗容量在线跟随法

3.5电池模型

第四章SOH估算

4.1 SOH定义

4.2影响SOH的因素

4.3 SOH估算方法

第五章电池均衡控制

5.1均衡设计考虑的因素

5.2均衡方式

第六章结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢