电动汽车电池管理系统设计与研究

本文以三元锂电池为试验对象,设计了一款分布式电池管理系统,该系统可实现对单体电压、温度、总压和总电流等信息的实时采集,计算电池的荷电状态(SOC)和绝缘电阻,根据电池和整车状态控制电池高压的输出,最后,对该系统进行了功能试验,验证BMS各项功能可正常实现。     

基于水桶补短理论的电动汽车锂电池主动均衡管理系统设计

针对国内电动汽车锂电池主动均衡系统质量不稳定,国外该项技术可靠性较高,但成本较高的问题,文章借鉴水桶补短理论,设计了一款新型电动汽车锂电池主动均衡管理系统。该系统通过矩阵电路对最低单体进行充电,使能量有效转移到最低点,起到最大幅度节能的目的。同时该管理系统外电路结构简单、布线容易、成本低、质量稳定,降低了整车成本,有利于锂电池主动均衡管理系统的普及应用。     

电动车用动力电池热特性对比

动力电池导热系数因其结构复杂性影响具有各向异性。使用热流计法测量了动力电池厚度方向上不同区域的导热系数,并测量了绝热条件下锰酸锂电池(12 Ah)和磷酸铁锂电池(20 Ah)的发热情况,用Bernardi方程计算出电池发热量方程。利用测量出的导热系数及发热量数据对两种电池建立了模型,计算对比了相同环境条件下两种电池在相同放电电流和相同放电倍率情况下的发热情况。结果表明,电池中部与两侧导热系数相差40.5%,相同放电电流和时间条件下小容量电池温升更大,在10 A放电800 s时温差为2.52℃,而相同放电倍率情况下大容量电池温升在2C放电800 s时比小容量电池高13.17℃。     

三元锂电池荷电状态估计的传感器误差影响CSCD

锂电池荷电状态(SOC)的准确估计是电池管理系统的关键技术,为了解析传感器误差对SOC估计精度的影响,以二阶RC等效电路模型为基础,运用遗传算法进行参数辨识,采用扩展Kalman滤波算法进行SOC估计,分析电压、电流传感器存在的漂移和白噪声对SOC估计的影响。结果表明:电压、电流传感器的漂移与SOC估计误差的均值近似呈线性关系,电压、电流传感器存在的白噪声对SOC估计误差的均值无影响;对于实验中的三元锂离子电池,若使SOC估计精度在5%以内,电压的偏差值应控制在10 m V以内、电流偏差值应在1/30 C以内。     

用于新48V汽车电源总线的电池管理系统

<正>如今的私人汽车配备了12V电池供电的电力系统及相关的电源管理系统,但12V电力系统难以满足需求。为了有效解决这一问题,汽车电源系统发生了两大变革。首先,汽车制造商计划推出48V总线;其次,传统铅酸电池将被锂电池取代。全新的车内应用程序由此诞生,它具备超越12V总线的性能。如今的私人汽车配备了12V电池供电的电力系统及相关的电源管理系统,但12V电力系统难以满足需求:其一,根据欧盟制定的2020年汽车与货车标准,     

基于小波变换-模糊控制的复合电源能量管理

以锂电池-超级电容构成的复合电源电动汽车为研究对象,在满足动力性能的前提下,为实现超级电容在合理的荷电状态（SOC）下承担高频率信号,且锂电池承担低频率信号的目标,建立了实时小波变换-模糊控制的能量管理控制策略。基于Matlab/Simulink和ADVISOR软件搭建整车模型,并在NEDC循环工况下进行仿真测试。仿真结果表明,与单一锂电池相比,在小波变换-模糊控制策略下,复合电源锂电池的驱动峰值电流降低了20.68%,寿命提高了16.74%。搭建了按一定比例缩小的复合电源系统试验平台,并在NEDC工况下进行试验验证。结果表明,小波变换-模糊控制策略对复合电源电动汽车的能量管理具有良好的控制效果。     

纯电动汽车复合储能系统能量管理策略

针对纯电动汽车单电池系统功率密度低、大电流充放电能力差等问题,设计了锂电池-飞轮电池复合储能系统,提出了基于工况识别的自适应小波变换-模糊控制能量管理策略,将需求功率分解成低频成分和高频成分,并分别将其分配给锂电池和飞轮电池。最后,将所提策略与逻辑门限能量管理策略进行比较分析。结果表明：所提出的自适应小波变换-模糊控制能量管理策略可以有效减缓锂电池受到的峰值电流冲击,延长其使用寿命,增强纯电动汽 车的整体性能。     

基于反激式变压器的锂电池组单体电压检测方法

为了避免串联锂电池组使用过程中产生过充、过放,对每节电池的电压必须实时检测。本文提出了一种基于反激式变压器的串联锂电池组单体电压检测方法,该方法由反激式变压器、MOSFET开关、偏移电路及AD采样电路组成。提供了10串锂电池组电压检测电路图和检测程序流程图。最后,给出10串锂电池组电压检测系统的实验结果,并进行分析。结果表明,该方法具有精度高、采样速度快、对锂电池组影响小等优点,主要用于基于反激式变压器的主动均衡电池管理系统。     

基于CAN总线的混合动力汽车电池管理系统研究

针对混合动力汽车电池管理系统的特点,设计了基于控制器局域网(CAN)总线的混合动汽车电池管理系统的电控单元(ECU),给出了基于CAN总线的混合动力汽车电池管理系统主要模块的详细硬件电路图,以及部分主要模块的程序流程图.各ECU通过CAN总线进行连接,在中央电控单元(CCU)的管理下,实现数据的共享,同时减少了连接的线...     

动力锂电池充放电的保护电路研究

采用在动力锂电池箱体内的电池模块间串联一个继电器和电池箱的正、负极间串联一个继电器,通过电池管理系统控制两个继电器的通断来控制电池模块的充放电。结果表明,该方法能够较好地实现动力锂电池充放电的均衡性,能够较有效地控制动力锂电池的过充和过放。     

AGV梯次利用退役动力锂电池设计

在电动汽车技术飞速发展的今天,退役动力锂电池的梯次循环利用问题日益凸显。在汽车整车制造领域,AGV的铅蓄电池具备换为退役动力锂电池的可能。上汽通用五菱汽车股份有限公司立足于制造系统,开展了对整车动力锂电池梯次应用于工厂AGV的研究,本文以某款AGV电源为例,主要进行了电池包PACK方案和电池管理系统(BMS)的设计以及电气设计选型,并应用于实车验证。通过上述研究验证了AGV梯次利用退役动力锂电池的可行性,并实现了AGV梯次利用退役动力锂电池的设计改造。     

基于BP-EKF算法的电池SOC估计

介绍了几种常用的电池等效模型,通过试验选择了适用于磷酸铁锂电池的Thevenin模型并辨识了模型参数;分析了EKF算法和BP神经网络原理,提出了BP-EKF算法,使用BP神经网络的自学习能力和逼近能力,优化和补偿EKF算法的非线性误差,同时降低了等效模型的精度要求;使用UDDS电流模拟汽车行驶电流设计了仿真试验,同时使用BP-EKF算法和EKF算法对数据进行处理,结果表明,当SOC初值误差较大时,BP-EKF算法可在300 s内接近理论值,且其收敛精度比EKF算法提高了70%以上。     

针对锂电池BMS的验证方案

随着新能源电动车的推广和普及、带BMS管理系统的锂离子电池得到越来越多的应用,如何验证锂电池组BMS管理系统的有效性和可靠性是所有新能源车企所要解决的重点问题。鉴于目前在BMS的仿真测试中无法实现电源和负载功能的连续转换,与充放电系统的实际工况相差较大,本文结合锂电池在整车上的实际使用需求,给出一种全面验证BMS性能的可行性验证方案。     

电动汽车锂离子电池荷电状态估算方法研究

电动汽车动力锂电池内部充电状态的评估是电池管理系统状态评估模块的核心。不能用仪器直接测量,只能通过测量蓄电池的外部电流、电压等参数进行评估。准确评估充电状态对于控制电池寿命、功率和安全性非常重要。根据算法的不同,分为传统的开路电压法、电流积分法、基于数据传输的机器学习阻抗法、基于模型的卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法和融合算法。介绍不同评估算法的计算原理,分析比较了不同评估算法的计算复杂度和精度。针对当前锂离子电池充电评估研究中存在的问题,指出锂离子电池充电评估的研究方向和未来发展方向是更具通用性、更高精度和更好实时性的多种评估方法。     

不同温度下锂电池剩余电量估算的仿真研究

为提高动力锂电池在使用过程中剩余电量的估算精度,以满足电池管理系统对电池监控的要求,提出一种适用于不同温度的动力锂电池SOC估计方法。首先通过分析对比从控制算法模型中选择了2阶等效电路模型,并依据多温度点实验结果进行电池参数拟合,建立基于温度的电池参数模型。接着根据改进的扩展卡尔曼滤波算法,建立SOC估算模型。最后按照DST和FUDS循环进行快速控制原型仿真,验证该算法对不同温度的鲁棒性。结果表明,所制定的SOC估计算法,既能抑制电流噪声的干扰,又能在初始SOC值有较大误差的情况下,使估算值迅速收敛于真实值,在整个估算过程中误差保持在0.04以内。     

电动汽车电源管理的基础框架和实施

电池组电源管理系统(BMS)是纯电动和混合动力的电动汽车结构的关键要素。其电源管理的设计要点是确保锂电池效能的最佳化和最高的可靠性和安全性。智能型的方案不仅延长电池组的寿命,也增加了车辆的行驶距离。提供驱动电机电源的锂电池组有数百伏的高电压,对汽车电子系统的电磁兼容性、安全性带来一系列的影响,其可靠的实现方案也是电源管理系统的核心要求之一。     

一种采用S3C2440A芯片作为处理器的电动汽车CAN总线设计

由于电动汽车车体内存在着高电压、大电流的特点,因而CAN总线是电动汽车通信中较为理想的总线,本文以S3C2440A芯片为处理器搭建了CAN总线通信网络的硬件,以嵌入式Linux系统完成各个节点间的通信;试验结果表明,该系统能够有效地实现对电机控制器、电池管理系统的实时监测和对车内其他设备的通信控制,满足车内各设备间通信的要求。     

电动汽车锂电池建模仿真

文章列举了几种常见的锂电池等效模型,并选取戴维南模型进行参数辨识与建模仿真:对实验所选锂电池进行HPPC脉冲充放电实验,把试验得到的电压、电流等数据在Matlab中进行参数拟合得到电池的等效电阻和等效电容等参数,最后在Simulink中搭建等效电池模型进行充放电仿真并验证模型的精确性,模型运行的结果证明模型的最大误差小于5%,平均误差小于1%。     

车载低压电源管理系统的研究

为了节约整车燃油消耗量,延长电池和车载用电器,研究了车载低压电源管理系统。分析了车载低电压电源管理系统的结构组成,从硬件和软件两个方面进行研究。根据车载低压电源的使用工况,设计了基于分流器的负载端电流采样电路和发电机控制电路。提出了采用扩展Kalman滤波算法回归计算初始点的SOC算法;基于SOC窗口,提出了车载低压电源管理系统的四种工作模式。实验结果表明,本文提出的SOC算法具有很好的鲁棒性,计算误差可控制在4%以内,提出的车载电压电源管理模式可以根据外界负载的需求优化发电机的输出电压,控制蓄电池的充放电电流,节约整车油耗,道路实验表明,加装车载低压电源管理系统后,整车油耗可节约2.6%。     

基于Proteus的RS485总线串行通信的设计与仿真

RS485总线通信广泛应用于通信距离在千米以内的通信工程中。文章详细介绍了RS485总线的工作原理及串行通信方式,且为便于进一步深入理解RS485总线的应用,提出基于Proteus的RS485总线串行通信的设计与仿真,并以数码管显示为例,给出了其硬件电路的设计以及软件思路设计,最后利用Proteus软件对其进行了仿真。