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纯电动汽车用锂电池管理系统的研究

作　者: 黎林
导　师: 姜久春
学　校: 北京交通大学
专　业: 电气工程
关键词: 纯电动汽车锂电池管理系统充电模式锂电池安全性 SOC估算
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 1973次
引　用: 31次
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内容摘要

出于能源和环境的考虑,电动汽车在各国政府和汽车制造商的共同推动下取得了快速的发展。纯电动汽车因能真正的实现“零排放”而成为电动汽车的重要发展方向之一。锂离子电池以其能量密度大、电压平台高等优良的性能成为纯电动汽车的理想动力源。然而,锂离子电池的抗滥用能力较差。锂离子电池,特别是成组锂离子电池的的安全性和长寿命成为锂离子电池使用管理中急需解决的问题。针对目前锂电池管理中存在的问题,本论文以北京奥运用纯电动大巴为应用背景,对纯电动汽车用锂电池管理系统的开发进行了研究。论文首先研究了锂离子电池的基本工作原理,从锂离子电池内部机理的角度分析了影响锂离子电池性能利用和安全性的几个方面因素,并对电池的一些特性进行了测试。在此基础上,围绕锂离子电池安全和有效利用的目标,从车用锂电池的使用环节和工作环境进行分析,提出了锂电池SOC估算、热管理、电池组的绝缘检测和锂电池组的充电模式等四个方面的管理策略。最后,设计了锂电池管理系统的硬件电路,并将电池使用的管理策略提炼成软件算法嵌入到电池管理系统中应用。奥运会期间,共计有50辆装有这套电池管理系统的纯电动大巴投入到电动公交运营,并实现了“零故障”稳定运行。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 绪论  10-18
  1.1 纯电动汽车的发展  10-11
  1.2 车用电池的发展  11-14
    1.2.1 车用电池的概述  11-13
    1.2.2 车用锂电池的发展现状  13-14
  1.3 锂电池管理系统的现状  14-16
    1.3.1 车载锂电池使用中面临的一些问题  14-15
    1.3.2 目前的锂电池管理技术  15-16
  1.4 课题来源和研究内容  16-18
    1.4.1 课题来源  16-17
    1.4.2 主要研究工作  17-18
2 锂电池的原理特性分析  18-30
  2.1 锂离子电池的基本原理  18-25
    2.1.1 锂离子电池的工作原理  18
    2.1.2 锂离子电池的结构  18-20
    2.1.3 电池的主要技术参数  20-21
    2.1.4 锂离子电池的OCV—SOC特性测试  21-25
  2.2 锂离子电池性能影响的主要因素  25-26
  2.3 车用锂离子电池的安全性  26-30
3 锂电池的管理策略研究  30-46
  3.1 锂电池SOC的估算  30-35
    3.1.1 SOC估算的意义  30
    3.1.2 现有的SOC估算方法  30-33
    3.1.3 锂电池组SOC估算方案  33-35
  3.2 锂电池的热管理  35-37
    3.2.1 热管理的必要性  35-36
    3.2.2 热管理的方案  36-37
  3.3 锂电池组的绝缘检测  37-42
    3.3.1 绝缘检测的意义  37-38
    3.3.2 绝缘检测的方案选择  38-40
    3.3.3 绝缘检测电路的参数选取  40-42
  3.4 锂电池组的充电模式  42-46
    3.4.1 基于电池组端电压的充电模式  42-44
    3.4.2 电池管理和充电机配合的充电模式  44-46
4 锂电池管理系统的实现  46-66
  4.1 系统的硬件电路  46-58
    4.1.1 整体设计  46-48
    4.1.2 主控模块硬件电路  48-52
    4.1.3 测控模块硬件电路  52-58
  4.2 系统的软件设计  58-66
    4.2.1 主控模块部分  58-63
    4.2.2 测控模块部分  63-66
5 管理系统的现场运行试验  66-69
  5.1 现场运行情况  66
  5.2 试验验证分析  66-69
    5.2.1 电池充电数据分析  66-67
    5.2.2 绝缘检测的验证  67-69
6 结论  69-71
  6.1 总结  69-70
  6.2 对今后工作的思考  70-71
参考文献  71-72
作者简历  72-74
学位论文数据集  74

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