电动汽车用动力电池参数检测系统的研究与设计

摘要

电动汽车作为一种新能源交通工具，与燃油汽车相比，电动汽车具备低碳环保、节能的优点，被越来越多的人所熟知，动力电池作为电动汽车重要的动力来源，在电动汽车使用过程中起着关键作用，其中锂电池以其优异的性能被广泛使用于电动汽车上，由于锂电池还具有较为明显的不一致、非线性的特点，对充放电要求较高，在充电过程中若出现过流、过压或电路短路情况时，对锂电池的性能造成危害。
　　本文基于电动汽车快速充电技术和锂电池充放电特性，以额定电压48V、100Ah的锂电池为例，首先提出了以S3C2440（ARM9）为主控单元、I2C数据总线传输方式的电动汽车用动力电池参数检测系统的解决方案及其性能指标，其次，分析和比较了常见动力电池电压检测方法的优缺点，采用差分电压检测法来实现对动力电池电压的检测，满足系统电压检测精度±0.1V的要求，对电流参数检测模块，分析了霍尔电流检测方法存在的不足，提出了以精密电阻分压电流检测法来完成对动力电池电流参数的检测，通过对模块仿真结果分析，满足系统电流检测精度±0.1A的要求，然后对温度检测模块的原理进行了研究和分析，本系统采用温度传感器（LM35系列）温度参数检测法来设计温度检测模块，室温下可达到±0.5℃的检测精度，满足系统温度检测精度（±2℃）的要求，还对硬件模块中存在的误差进行了分析。之后根据系统软件部分的需求，研究和设计了动力电池参数检测系统软件部分的实现流程，并做了可行性分析，最后在Saber软件平台下完成了各模块电路的搭建与仿真，通过对动力电池充放电过程中电压、电流参数电路的仿真验证和结果分析，证明了相关设计能够实现预期的功能。
　　本文提出的动力电池参数检测系统方案可实现对电动汽车在充电过程中动力电池参数进行实时采集与处理，通过对仿真结果进行分析，很好地证明了本文提出的设计方法的正确性，并能够为相应的工程设计提供指导。

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1 绪论

1. 1 课题研究背景

1. 2 动力电池参数检测系统研究现状

1. 3本课题研究意义及主要研究内容

2 电动汽车用动力锂电池特性研究

2. 1 电动汽车常用动力电池介绍

2. 2 动力锂电池的工作原理及工作特性

2. 3 锂电池用作动力电池的优势

2. 4 动力电池参数检测系统的必要性及其技术指标

2. 5 本章小结

3 动力电池参数检测系统硬件模块电路设计

3. 1 动力电池参数检测系统整体方案设计

3. 2 电动汽车用动力电池参数检测系统的基本原则

3. 3 动力锂电池电压检测模块的设计

3. 4 动力锂电池电流检测模块设计

3. 5 动力锂电池温度检测模块设计

3. 6 本章小结

4 检测系统误差分析和电池SOC估算的研究

4. 1 动力电池参数检测系统中存在的误差分析

4. 2 电池剩余容量（S OC）估算

4. 3 本章小结

5 动力电池检测系统软件设计与仿真验证

5. 1 检测系统软件的设计思想

5. 2 软件开发平台

5. 3 检测系统软件总体设计

5. 4 动力电池参数检测子模块软件设计

5. 5 仿真结果分析

5. 5 本章小结

6 总结与展望

6. 1 全文总结

6. 2 课题展望

致谢

参考文献