电动汽车用锂离子电池管理系统软件设计-动力工程及工程热物理专业论文.docxVIP

I I 湖 南 大 学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进 行 检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1、必威体育官网网址□，在 年解密后适用本授权书。 2、不必威体育官网网址□。 （请在以上相应方框内打“√”） 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 电动汽车用锂离子电池管理系统软件设计 电动汽车用锂离子电池管理系统软件设计 II II 摘 要 汽车的发展，给人们的生活带来了各种便利，但同时也带来了各种问题。目 前环境问题和能源问题对汽车工业的发展提出了新要求。新能源汽车以其各方面 的优点备受关注，作为新能源汽车中的一个方向，电动汽车的研究取得了各方面 的成绩。但仍有许多关键性共性技术问题亟待解决，电池管理系统就是其中之一。 本文从电池管理系统软件设计的角度，构建了电池管理系统的软件大体框架，同 时对电池 SOC 估算进行了相应研究。主要研究工作包括以下几个方面： （1）采用 RC 等效电路模型来模拟锂离子电池的电压特性，运用脉冲放电实 验方法对本文研究电池进行充放电实验，对实验得到的数据进行多元线性回归分 析，得到了本文研究锂离子电池 RC 等效电路模型的参数。考虑到电池管理系统 中对于电池特性参数的计算要求，完成了本文电池管理系统中使用电池参数及数 据格式的定义。 （2）在电池管理系统的上位机软件设计中，采用了实时操作系统 μC/OS II， 完成了 μC/OS II 实时操作系统在上位机微控制器 MC9S12XS256 上的移植，并给 出了移植代码。基于 μC/OS II 实时操作系统，对上位机所需完成的功能进行了任 务划分，并分别设定了各个任务的优先级和调度周期。 （3）定义了电池管理系统的功能需求，结构上将电池管理系统分为上位机和 下位机，并分别给出了上位机和下位机的软件设计流程。其中，上位机软件基于 μC/OS II 操作系统进行设计，下位机软件基于下位机所需完成功能先后顺序进行 设计，实现了上位机和下位机之间基于 CAN 总线的通信策略。并参照 DeviceNet 通信协议，完成了通信过程中单体电池电压、温度数据帧格式的系统定义。 （4）采用模糊自适应卡尔曼滤波方法，改进自适应卡尔曼滤波方法采用指数 加权方式修正噪声统计特性时容易由于突然扰动而导致发散的缺点，运用 UDDS 循环工况对滤波方法进行仿真对比，结果表明本文使用的模糊自适应卡尔曼滤波 法相比传统卡尔曼滤波法获得了较高的 SOC 估算精度。 关键词：电动汽车；锂离子电池；电池管理系统；μC/OS II；SOC 估计；DeviceNet 硕士学位论文 硕士学位论文 PAGE PAGE IV Abstract The development of vehicles bring not only convenience to our life, but also a variety of problems. The environment and energy problems put forward new requirements for the development of automobile industry. New energy vehicles due to its advantages in many aspects has drawn much attentions, and as a field of new energy vehicles, electric vehicles has achieved much progress in many aspects. But there are still many key technical issues need to be solved, battery management system is one of them. This paper from the view of battery management system software design, builded the software f