电动汽车用电池管理系统设计

随着化石能源危机和环境问题的逐渐加剧,电动汽车替代传统汽车已成为必然趋势,动力电池作为电动车中的关键部件也取得了飞速发展。但是电动车的发展过程中还有很多问题需要解决,其中电池管理系统技术关系到动力电池的使用安全、使用寿命及电动车的续航里程,因此研究电池管理系统对动力电池进行管理和维护具有重要的意义。本文在对电动汽车所需电池管理系统功能分析的基础之上开发了一套完整的电池管理系统。本文针对电动汽车的应用,设计了完整的电池管理系统。首先通过对电动汽车对电池管理系统的功能需求进行分析,得出了电池管理系统所应具备的基本功能。考虑电池管理系统的实用性与成本,确定了电池管理系统应具备电池状态监测功能,电池状态分析中的剩余荷电量(SOC, State Of Charge), SOC估计功能,电池安全保护功能,能量管理中的充放电控制功能以及电池信息管理这几个功能。然后,通过对常用电池管理系统的拓扑结构进行了分析选型,考虑电池管理系统的适用性,最终选择了更加适用于多电池单体、多电池包应用场景的基于控制器局域网络(Controller Area Network), CAN的分散式电池管理系统。根据电池管理系统的功能需求,完成了电池管理系统主控制器、从控制器的电路设计,人机交互显示器选型,并完成了电池高压配电箱的设计以及电池包热管理方案设计。然后,对电池管理系统的软件功能拓扑及其软件的分层结构进行了分析,以LTC6802驱动程序为例介绍了硬件驱动程序的设计工作,并简单叙述了应用程序的功能。分别介绍了SOC的估计策略及其软件实现、故障诊断、充电控制策略功能的软件算法等,完成了电池管理系统主从控制器程序流程图设计。从而设计出了完整的电池管理系统最后,将所设计的电池管理系统应用于实验台架,通过对比分析,验证了该电池管理系统功能能够满足设计需求。