电动汽车动力电池管理系统关键技术研究与数据采集单元开发

这些年来,面对日趋严峻的能源问题和环境问题,电动汽车的发展受到了社会各界前所未有的关注和国家政策的大力支持。现阶段,我国正加大力度推进电动汽车的发展,各行各业也投入到电动汽车研发。一直以来,电动汽车的电池技术就是制约电动汽车发展的重要瓶颈之一,而借助于电池管理系统可以实现对汽车动力电池的科学管理,并且能够有效提高电动汽车续驶里程和电池寿命。电池管理系统作为电动汽车必不可少的组成部件,能够实时监测每一个电池模组的工作状态,并对动力电池组进行系统的优化管理可以极大地改善电动汽车电池问题。本文的研究的电池管理系统利用主从式结构,由单个主机和若干个从机组成,主机负责主任务管理,从机负责电池信息采集。从机模块数量可自由灵活进行配置,并分配有独立地址。本文主要的研究内容为从机模块信息采集单元的开发,以STM32系列单片机为控制核心,借助LTC6802-2电池管理专用监测芯片和DS18B20温度传感器等,从机模块可实现高精度的电压采集和温度采集,通过CAN总线与主机部分进行通信,并作出相应的控制和保护。电池荷电状态的估算是电池管理系统重要功能之一,有着非常关键的研究价值。本文基于双极化模型来对锂离子动力电池进行建模,将浓差极化内阻和电化学极化内阻有效进行分离改进型电池等效模型,采用基于最小二乘法与卡尔曼滤波法相结合的协同算法对其估算算法进行了深入研究,并通过相关实验验证。同时,本文也对电池均衡技术进行了一定的研究,设计了电感式主动均衡电路,并且进行了相关仿真和实验,得到了较好的效果。本文对数据采集系统进行了综合设计和实验测试,设计的软件系统采用分层模块块化结构进,对主程序、功能程序模块、CAN通信模块的程序设计等进行充分论述。最后对当前阶段研究成果和待改进的部分进行了测试和总结。