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电动汽车电池管理系统

作　者: 钟文宇
导　师: 胡文松；饶友兰
学　校: 南昌大学
专　业: 软件工程
关键词: 电动汽车电池管理系统 CAN总线 MCU FPGA
分类号: U469.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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引　用: 9次
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内容摘要

随着电动汽车的快速发展,它的能量源一动力电池组,成了电动汽车发展的瓶颈。电池技术和电池能量管理系统(BMS)的研究成为解决这一问题的关键,越来越受到大家的关注。本文针对目前性能稳定的磷酸铁锂动力电池,设计了电动汽车的电池管理系统。系统以单片机为控制核心,采用分布式网络控制系统结构,一级保护板可以实时检测动力电池的各种运行参数和状态:电池SOC、单体电压、单体温度、单路电流、总电流、总电压;二级保护板实现了剩余电量的计算、电池组状态的判断和组间均衡控制以及故障时报警等相关功能。系统参数通过人机接口进行动态标定,系统中一级保护板通过CAN总线与二级保护系统通讯,整个电池管理系统系统通过NCU BUS总线与整车其他系统进行信息交互。最后,将磷酸铁锂电池与设计的软硬件系统联合进行调试、并在电动车上安装测试。试验结果表明,系统的电池电压、电流测量精度为1%,SOC预测精度为5%,系统各个功能模块运行稳定可靠。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章引言  8-13
  1.1 电动汽车概述  8-9
    1.1.1 发展历程  8
    1.1.2 国内外发展概况  8-9
  1.2 电池管理系统概述  9-12
    1.2.1 电池管理系统的意义  9-10
    1.2.2 BMS现状分析  10-11
    1.2.3 电池管理系统的发展趋势  11-12
  1.3 研究目的和意义  12
  1.4 本章小结  12-13
第二章电动车蓄电池性能分析与比较  13-17
  2.1 电动车蓄电池的基本术语  13-14
  2.2 常见的电动汽车蓄电池  14-16
  2.3 纯电动车对电池性能要求  16
  2.4 本章小结  16-17
第三章 BMS整体方案设计  17-26
  3.1 系统的设计框架  17-18
  3.2 中央控制单元(CCU)电路设计  18-22
    3.2.1 SST89E516RD2芯片介绍  18-20
    3.2.2 复位电路和看门狗电路  20
    3.2.3 晶体振荡器接口电路  20-21
    3.2.4 存储器扩展接口  21
    3.2.5 外部E2PRAM接口  21-22
  3.3 电池SOC的预测方法  22-25
  3.4 系统的抗干扰设计  25
  3.5 本章小结  25-26
第四章基于 EPLD的高速数据采集方案设计  26-31
  4.1 电子设计自动化概述  26
  4.2 电压、电流采集电路设计  26-29
  4.3 EPLD内部逻辑电路设计  29-30
  4.4 本章小结  30-31
第五章基于单总线系统的温度测量方案设计  31-36
  5.1 概述  31
  5.2 硬件配置  31-33
  5.3 处理时序  33-34
  5.4 单总线信号  34-35
  5.5 系统中用到的温度测试方法  35
  5.6 本章小结  35-36
第六章分层通讯总线设计  36-46
  6.1 分层总线设计思想及意义  36
  6.2 CAN总线设计  36-44
    6.2.1 CAN总线简介  36-37
    6.2.2 CAN总线通信的基本原理  37-39
    6.2.3 CAN系统的硬件结构  39-41
    6.2.4 CAN系统的软件设计  41-44
  6.3 NCU_BUS总线概述  44-45
  6.4 本章小结  45-46
第七章系统的软件设计  46-57
  7.1 电池管理系统的软件设计概述  46
  7.2 整体流程设计  46-47
  7.3 主程序及其相关子程序设计  47-56
    7.3.1 主程序设计  47-48
    7.3.2 电压、电流采集子程序  48-50
    7.3.3 温度采集子程序  50-52
    7.3.4 EEPROM读写子程序  52-53
    7.3.5 CAN通讯子程序  53-56
  7.4 本章小结  56-57
第八章系统总体模拟展示  57-59
第九章结论与展望  59-60
  9.1 结论  59
  9.2 进一步工作方向  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-62

电动汽车电池管理系统

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