电动汽车电池管理系统的研究

当今社会,能源危机和环境污染的问题日益突出,直接影响着人民生活水平的提高和经济的发展。近年来,汽车的保有量逐年上升,人类已经进入了“汽车时代”。作为一种代步工具,它方便了我们的日常出行,但同时也增添了许多麻烦。大规模汽车尾气的排放造成了相当严重的空气污染,迫使我们必须要快速发展新能源汽车,来改善周边环境并缓解能源的紧缺。本文的研究对象是电动汽车的电池管理系统,目的是通过实时监控锂离子电池的运行状态,来做出相应的控制,进而提高电池的利用率并延长其使用寿命。本文首先介绍了电池管理系统所包含的主要功能及当前的研究现状,然后分析了锂离子电池的工作特性和产生不一致性的原因,对单体电压的采集及均衡控制进行了详细地阐述。在此基础上,设计了以MC9S08DZ60单片机为核心的电池管理系统,其中包括采用LTC6802芯片进行单体电压的采集,采用DS18B20芯片进行温度的采集,采用CAN通讯模块来完成电池管理系统中信息的传递。电池剩余电量的估算也是本文研究的另一重点内容,文中列举了几种常见的SOC估算方法,通过分析发现一些方法并不适用于变电流工况下SOC的估算,因而提出了一种基于能量守恒定律的SOC估算方法。从中得出了估算电池瞬时剩余电量的公式,并依据电池容量与循环使用次数、温度和自放电之间的关系,来进行相应的修正与补偿。最后通过MATLAB中的simulink模块来搭建电池均衡控制和剩余电量估算所需要的模型,并对相关的模型进行离线仿真来模拟电动汽车实际的工作状况。根据仿真得到的结果进行分析,来验证本文所提出的均衡控制策略和剩余电量估算方法的可行性。