电动汽车的蓄电池管理系统设计

【摘要】蓄电池作为电动汽车的主要动力源,其储能能力的不足一直是制约电动汽车发展的重要因素,解决这个问题,除了不断研制出存储容量大的蓄电池以外,如何最大限度的发挥现有蓄电池的使用效率也是解决这个问题关键技术之一。为了最大限度地发挥蓄电池的使用效率,现阶段的研究一般都是从以下几个方面开展的：一、加强保护,防止各种意外对蓄电池造成伤害；二、为蓄电池创造一种合适的工作环境；三、对串联的蓄电池组,加强充电过程中的均衡度控制,以及及早发现群体中存在的受损个体并将其更换;四、对蓄电池的剩余电量(SOC)的准确估测,不仅为蓄电池进行合理的充放电,而且也为电动汽车整车的能量管理提供了必要的依据。将这些功能集中在一起,就组成了现阶段的蓄电池管理系统(BMS),这些功能都是通过VB软件控制实现的,它能最终实现发挥蓄电池的使用效率和寿命、增加电动汽车续驶里程等功效。为了实现上述功能,本项目设计了一个蓄电池管理系统,该系统由信号处理模块、输出驱动模块、工业A/D采集卡、I/0接口卡和一台工业计算机组成。信号处理模块将采集到的蓄电池电压、电流、温度等数据滤波放大后输入到A/D卡,经计算机采集以后,通过计算,决定是否需要实现相应的控制以及完成SOC的计算,控制信号的输出经输出驱动模块作用到对应的设备,实现各种保护功能；对于SOC的计算,为了提高其估算精度,尝试利用Matlab-Simulink工具,建立蓄电池放电整体模型,分别将卡尔曼滤波法和安时积分法与电池模型有效结合,实现对蓄电池SOC的估测的仿真。同时,利用蓄电池端电压与SOC的关系,得到实际结果。实验结果表明,本设计中的蓄电池管理系统基本实现了蓄电池最大化利用,保证了蓄电池安全可靠的运行。通过对比研究,我们发现利用卡尔曼滤波Matlab仿真得到的曲线比安时法计算得到的曲线更接近实际测量结果。从而验证了卡尔曼滤波法相比于其他传统方法更能有效准确的对蓄电池sOC进行估测。
【作者】王慧慧；
【导师】谭宝成；张宏鹏；
【作者基本信息】西安工业大学，控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】新能源；电动汽车；电池管理系统；铅酸蓄电池；SOC；

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