混合动力汽车电池SOC估算及系统实现

【摘要】：混合动力汽车是以电能和燃料能源共同作为动力输出的双重动力汽车。在当今不可再生能源日益消耗和环境问题日益凸现的大形势下,发展混合动力汽车既能保证整车动力性又能在某种程度上减轻对环境的污染,开发前景十分广阔。电池管理系统作为混合动力汽车的重要组成部分,主要负责电池外特性信息的采集、剩余电量估计以及与整车控制器实时通信,有助于延长电池寿命、提示续航里程以及保证行车安全。因而对电池管理系统研究具有重要价值。 论文首先对镍氢电池的充放电特性和工作原理进行了分析,针对电池管理系统的核心问题——剩余电量估计,在分析总结现有估算方法的基础上,建立了遗传神经网络估算模型并进行了仿真分析。以英飞凌XC164CS单片机作为控制核心,设计了电池管理系统。阐述了电池管理系统硬件设计的电压、电流、温度的检测电路,CAN通信电路以及A/D转换电路等功能模块。软件采用模块化设计思路,给出了软件总体流程及各个子系统模块的程序流程。然后简要介绍了实验台架的搭建,并对实验设备的组成和实验方案做了相应说明。最后在该实验台架上进行了电池管理系统的实验研究。电池管理系统能够对电池的电压、电流、温度等信息准确采集并利用这些信息估算电池剩余电量,与上位机实时通信。得到的实验结果和调试经验为以后的进一步研究打下了基础。 【关键词】：镍氢电池 电池管理系统 遗传算法 神经网络 剩余电量
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：U469.7;U463.633
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题研究的背景及意义9-10
• 1.2 电池管理系统的发展状况10-12
• 1.2.1 国内外发展现状概述10-11
• 1.2.2 电池管理系统的发展前景11-12
• 1.3 本文研究的主要内容12-13
• 第2章 混合动力汽车动力电池SOC 估算13-22
• 2.1 镍氢电池的工作特性13-14
• 2.1.1 镍氢电池的结构13
• 2.1.2 镍氢电池的化学特性13-14
• 2.1.3 镍氢电池的充放电特性14
• 2.2 电池SOC 的定义及影响因素14-15
• 2.3 剩余电量估算方法15-21
• 2.3.1 常用SOC 估算方法及存在的问题15-16
• 2.3.2 遗传神经网络估算模型的建立16-19
• 2.3.3 仿真结果分析19-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 电池管理系统硬件实现22-29
• 3.1 电池管理系统的硬件构成22-23
• 3.2 核心控制芯片XC164CS23
• 3.3 状态检测电路设计23-25
• 3.3.1 电压检测电路设计24
• 3.3.2 电流检测电路设计24-25
• 3.4 A/D 转换电路设计25-26
• 3.5 温度采集电路26
• 3.6 CAN 总线硬件电路设计26-28
• 3.7 本章小结28-29
• 第4章 电池管理系统软件设计29-35
• 4.1 软件总体设计思路29-31
• 4.1.1 软件开发及设计环境29-30
• 4.1.2 系统软件主程序设计30-31
• 4.2 系统软件子程序设计31-34
• 4.2.1 数据采集子程序31-32
• 4.2.2 荷电状态估计子程序32
• 4.2.3 故障代码生成32-33
• 4.2.4 CAN 通信的实现33-34
• 4.3 本章小结34-35
• 第5章 电池管理系统调试与实验35-43
• 5.1 实验装置35-36
• 5.2 实验方案的确定36
• 5.3 电池充放电实验36-37
• 5.4 电池管理系统调试37-39
• 5.4.1 电压采集38
• 5.4.2 电流采集38-39
• 5.4.3 温度采集39
• 5.5 CAN 通信调试39
• 5.6 电池管理系统台架实验39-42
• 5.7 本章小结42-43
• 结论43-44
• 参考文献44-47
• 攻读学位期间发表的学术论文47-48
• 致谢48

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