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1、学校代号学号密级1 0 5 3 2G 0 2 2 4 9 1 0 0湖南大学硕士学位论文电池管理系统的设计与实现Y8 9 2 9 R B堂焦虫遁厶熊垂；基盔送昱垣丝刍墅墼煎；壶国世熬攫型! 瞳匿副煎援埴羞皇僮；塾住堂I 箕童些刍整；塑仕工程迨窒握童旦疆12 Q Q 生旦日迨室簦整旦翘；2 Q 啦! E5 旦1 4 日簦燮委虽盒圭廑；王地盘熬捱一工程硕士学位论文摘要采用计算机技术解决电动汽车电池组应用中的关键技术问题和难点，是电动汽车技术发展的主要方向之一，其中电池管理系统是目前国内外研究的热点。本文主要描述了为清华大学“8 6 3 燃料电池大客车”用电池配套的新型电池管理系统的设计和实现。论文
2、在前期管理系统研究和试验的基础上，研发出新型电池管理系统。该管理系统通过分析处理采集来的电池状态参数，达到监控与优化车载电池的运行情况，保障电动汽车行车安全，尽可能地延长电池组的使用寿命的目的。系统采用基于C A N 网络的多节点模块的分布式通讯结构，各节点模块分别完成参数采集、分析处理、监控诊断等功能，使管理系统的功能更加先进，精度更高，可靠性及扩展性大大提高。本文还在深入对比分析国内外研究成果的基础上，提出并实现了基于动态安时模型，同时加上各种补偿以及自调整的预测算法。此外，由于电池管理系统目前还处在试验阶段，所以对管理系统实际运行获得的试验数据的管理是十分必要和重要的。在本文中采用数据库
3、技术来存储和管理这些试验数据，并采用目前流行的跨平台的基于A x i s 引擎的W e bS e r v i c e 方案，来满足各试验单位对于共享数据的要求。论文最后对电池管理系统技术的进一步发展，给出了一些展望。关键字：电池管理系统；剩余电量；C A N 网络；W e b S e r v i c e ；S O A P电池管理系统的设计与实现A B S T R A C TT or e s o l v es o m ek e yp r o b l e m si nt h ea p p l i c a t i o no fb a t t e r i e si ne l e c t r i cv
4、e h i c l eb ya d o p t i n ga d v a n c e dt e c h n o l o g yo fc o m p u t e ri so n eo ft h em a i nd i r e c t i o n so fE Vi n d u s t r y C u r r e n t l y ，t h er e s e a r c ho nb a t t e r ym a n a g e m e n ts y s t e mi sv e r yh o t T h i sp a p e ri n t r o d u c e san e wb a t t e r y
5、m a n a g e m e n ts y s t e m ( B M S ) f o rb a t t e r yi n“8 6 3F u e lC e l lB u s ”i nt s i n g h u au n i v e r s i t y B a s e do nt h er e s e a r c ha n de x p e r i m e n t a t i o n si no l ds y s t e m s ，t h i sp a p e rd e v e l o p san e wB M St h a ti st om o n i t o rt h es t a t e
6、o fw o r k i n gb a t t e r i e sa n dt op r o l o n gt h el i f ec y c l eo ft h eb a t t e r i e s I ta d o p t st h en e wd i s t r i b u t e ds t r u c t u r et h a tm u l t i n o d ec o m m u n i c a t i o ni sb a s e do nC A Nn e t w o r ki no r d e rt oe n h a n c ei t sr e l i a b i l i t y
7、，e x p a n s i b i l i t y E a c hn o d et a k e sr e s p o n s i b i l i t yo fi t sw o r ks e p a r a t e l yl i k es a m p l i n g ，h a n d l i n ga n dp r o t e c t i n ge t c A n dt of o r e c a s tr e s i d u a le n e r g yo ft h eb a t t e r yi so n eo ft h ek e yf u n c t i o n si nB M S S o
8、i ti ss i g n i f i c a n tt om a k ead e e pr e s e a r c ho ni t A f t e rc o m p a r i n ga n da n a l y z i n gn e wa c h i e v e m e n t si nt h ew o r l d ，an e wa l g o r i t h mb a s e do na m p e r e h o u rm o d e lw h i c hc o n s i d e r e ds o m ec o m p e n s a t i o na n ds e l f - a
9、d j u s td u r i n gw o r k i n gp e r i o di m p l e m e n t e d B u tn o wt h eB M Si ss t i l li nt h ep e r i o do fe x p e r i m e n t a t i o n ，t h er e s u l td a t ai ss oi m p o r t a n t T h i sp a p e ra d o p t sM y S Q Ld a t a b a s es y s t e mt os a v ea n dm a n a g et h ed a t a ，
10、a n da d o p t sw e b - s e r v i c et e c h n o l o g yb a s e do nA x i s ，i no r d e rt os h a r et h ed a t at or e l a t e du n i t e s A n dt h ew r i t e r sh o p ea n da d v i c eo nt h ed e v e l o p m e n to fB M Sa r eg i v e na tt h ee n do ft h i sp a p e r K e yW o r d s ：B M S ；R e s
11、i d u a le n e r g y ；C A Nn e t w o r k ；W e bS e r v i c e ；S O A PI 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。 辄貉狱“锄艄束博判形弋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
12、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 、保密口，在年解密后适用本授权书。2 、不保密团。( 请在以上相应方框内打“”)黧i 嚣鞠导师签名：画禾l 斗夕一目期：o ) 叼6 年广月毋日日期：。2 口口易年t 月毋日_ _ L = 程硕士学位论文1 1 电池管理系统概述第1 章绪论1 1 1 电动汽车简介随着生活水平的提高及生活节奏的加快，人们对方便快捷的汽车的需求量急剧增大。由于目前人们生活中使用的汽车基本上是以石油为燃料的燃油汽车，所以对石油这一不可再生资源的需
13、求压力越来越大，同时其排放的有毒尾气还带来了严重的空气污染问题。而被称为下一代汽车的电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，正越来越受到人们的广泛重视。电动汽车一般分为三种：纯电动汽车( E 1 e c t r i cV e h i c l e ，E V ) 、燃料电池电动汽车( F u e lc e l lE 1 e c t r i cV e h i c l e F C E V ) 和混合动力电动汽车( H y b r i dE 1 e c t r i cV e h i c l e ，H E V ) 。纯电动汽车是指以车载电源蓄电池为动力，用电机驱动车轮行驶：燃料电池电动汽车是
14、采用一种可以将燃料( 如氢气) 中的化学能直接转化为电能的能量转化装置即燃料电池为动力的汽车；混合动力电动汽车是装有两个以上动力源的汽车，比如燃油结合蓄电池或燃料电池结合蓄电池等等。发展电动汽车的意义首先在于促进能源结构的合理及多元化一一电动汽车的能量来源主要在于电池，而电池是一种二次能源载体，可以从太阳能、水力、风力、核电、化学能等产生获得，可以摆脱人类对石油等不可再生资源的过度依赖，推动全社会的可持续发展。其次，电动汽车几乎是零排放且噪音低，对于环境的改善具有积极意义。第三，由于我国的汽车工业起步太晚，整体水平与发达国家的差距太大，很难赶上；而在电动汽车上，我国起步较早，在技术上与发达国家
15、的差距较小，有些方面已经达到国际先进水平，所以电动汽车的发展为改变我国汽车工业的落后面貌提供了一个有利的契机“1 。但是，目前电动汽车的能源提供部分一一电池，由于其成本高、寿命较短，一次充电后行驶里程不理想，并且容易出问题等因素，成为制约电动汽车发展的主要因素之。1 1 2 电池管理系统的意义电池管理系统( b a t t e r ym a n a g e m e n ts y s t e m ，B M S ) 是用来对蓄电池组进行安全监控及有效管理，提高蓄电池的使用效率，达到增加续驶里程，延长其使用寿命，降低运行成本的目的，进一步提高电池组的可靠性，已经成为电动汽车的不可少的核心部件。电池管
16、理系统的设计与实现综合各国的电动车研究情况，我们发现各国都存在着同一个现象，即电池是整个电动车研究中出问题最多的部件，严重的甚至威胁到整车安全，大大影响了电动车的研究进程。主要原因有：高性能蓄电池的成本非常高，目前很难产业化，目前常用的蓄电池可存储的能量有限，导致电动车续驶里程短，还远达不到普通燃油汽车的水平，如何合理利用这些有限能源也成了一个不小的问题。蓄电池的使用寿命一般都较短，如果在使用当中不正确的操作，如对电池的过充电和过放电等，将会损伤电池从而进一步减短电池寿命，严重的会使电池报废。蓄电池组尤其是电动汽车用蓄电池组都是由几十个上百个单蓄电池串联起来为电池汽车提供能量的，由于单电池之间存在个体差异，且在运行中可能由于运行状态的不一样，导致单电池的性能不一致，即会出现有些电池变成落后电池而有些电池状态还比较好的现象。这种情况下，这些落后的单体电池或模块电池的性能决定着整个蓄电池组的性能，即整个电池组的性能也下降，而且由于落后电池与健康电池是串联使用，会使健康电池的性能受到影响，缩短使用寿命，所以要及时准确的判
