电动汽车电池管理系统的研究

随着全球环保意识的增强和能源问题的突出,电动汽车已成为节能环保绿色车辆最主要的发展方向之一,在二十世纪得到迅速发展。电动汽车的动力源——动力电池,是目前电动汽车发展的瓶颈。电池技术和电池管理系统(BMS)的研究是解决该问题的关键,倍受人们的关注。 本课题以云雀轿车改装的双轮驱动纯电动汽车(EV)为试验平台,以阀控式铅酸蓄电池为研究对象,研制适用于电动汽车的电池管理系统。目的是延长电池使用寿命、提高电池的能量效率和运行可靠性。 本论文利用安时法(A.H)和卡尔曼滤波(KALMAN)来估算电池荷电状态,并利用MATLAB/Simulink仿真验证估算方法的精确性。在设计电池管理系统时,采用分散采集集中处理的电池管理系统设计方案,即首先对各个单电池的基本信息进行采集,然后由电池管理系统的控制芯片(Infineon XC164CS)进行集中处理计算,从而得出电池荷电状态和电池工作状态等信息。在硬件设计中详细介绍了ECU控制单元、信号采集电路、主电路短路保护电路、CAN通信接口电路等的设计。利用XC166集成开发环境Tasking与Simulink Real-Time Workshop(RTW)连接进行代码的硬件仿真与软件调试,采用V字型的开发流程,使各个开发阶段之间实现了无缝连接,提高了开发效率,保证研发系统的可靠性。 最后,将铅酸蓄电池与本文所设计的电池管理系统联合进行调试、试验。试验结果表明,本文所设计的电池管理系统(BMS)可以实现蓄电池的电压、放电电流、温度等模拟量的采集,能够对电池剩余电量和电池荷电状态进行估算,液晶显示板能实时显示电池剩余电量并能够进行故障报警。