车用锂电池调研报告.pdf

CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 本科生毕业论文(调研报告) 题 目： 车用锂电池管理系统 均衡方案的研究 学生姓名： 杨家骏 指导老师： 刘波 学 院： 信息科学与工程学院 专业班级： 电子信息1002班 完成时间： 2014 4月1 日 摘 要 本文研究了一套电动车电池管理系统。系统采用分布式控制结构，实现了对 电池组及组内单体的监控和管理。本文首先介绍了电池管理系统的的发展以及意 义，再者就是它的整体功能和结构，并详细说明了系统内各模块的硬件设计原理。 其次，建立电池管理系统内部CAN通讯网络，实现系统内各节点之间的通讯， 并设计了CAN应用层协议，完成系统内数据和命令的有效传输。此外，根据系 统硬件资源，扩展独立CAN收发模块实现电池管理系统与整车CAN网络通讯。 单体电池在串接成组使用时，电池之间的不一致性会逐渐恶化，从而降低电 池组的使用效率和使用寿命。而均衡充电作为减小不一致性的有效方法，可以显 著延长电池组寿命。本文对均衡充电方案进行了概括性地介绍，并选择了半桥逆 变同轴多副边绕组变压器的均衡充电方案作为目标方案。 关键词：电动车 电池管理系统 CAN总线 均衡充电 言 随着科学技术的不断进步，社会经济的持续发展，交通运输业得到了空前的 发展，汽车作为最常见的一种交通工具，对世界经济和社会发展的推动作用是其 他交通工具难以替代的。汽车工业和汽车贸易在世界经济舞台中扮演着重要的角 色，汽车工业发展到今天已经成为许多国家特别是发达国家的支柱型产业。一个 国家人均汽车拥有量来体现了该国的经济发展水平和人民生活水平。汽车工业的 技术水平的高低很大程度上体现了该国的科技现代化水平。全球经济的发展特别 是发展中国家经济的发展为汽车工业提供了广阔的市场，全球汽车的生产、销售 和总量都在不断增加。据不完全统计,世界燃油汽车的总量已达8亿辆，汽车数 量的增加导致燃油消耗量的增加，石油是不可再生资源，全球石油危机日益严重。 另外空气的污染问题及温室效应正日益受到人们的关注，而空气中很大一部 分污染来源于燃油汽车的尾气。汽车尾气是大气污染的重要原因，破坏了人类的 生存环境。减少汽车尾气的排放量或是生产研发替代燃油车的清洁能源车已经成 为一种趋势，只有这样才能从根本上解决燃油车带来的燃油危机和环境污染问 题。可以讲随着石油资源过度消耗、全球气候逐步恶化和城市大气污染加剧，节 能与环保己经成为世界的焦点。发展节能、环保型汽车己成为世界汽车工业技术 创新的重要方向，同时也是汽车产业持续发展的必然选择。研发和推广一系列具 有商业应用价值并适应于不同人群的的环保、节能型汽车己经并将在相当长时间 内成为世界汽车工业发展的主流和趋势。 目 录 第一章 绪论1 1.1研究背景1 1.2 国内外研究现状2 1.3 研究内容和涉及技术2 1.4研究意义3 第二章 电池管理系统硬件设计5 2.1 电池管理系统的功能及结构5 2.2 电池管理系统的基本功能5 2.3 电池管理系统的结构设计6 2.4主控制板硬件设计7 2.4.1主控芯片的选取7 2.4.2 实时时钟接口设计8 2.4.3采样电路设计9 2.4.4 串口通讯电路设计10 2.4.5采集板硬件设计11 第三章 电池管理系统CAN通讯设计13 3.1CAN总线技术介绍13 3.2 扩展CAN模块的实现13 第四章 均衡充电方案研究15 4.1均衡