山东建筑大学毕业论文开题报告

山东建筑大学毕业论文开题报告表

班级：车辆121班姓名：王升科

论文题目电动汽车磷酸铁锂电池管理系统

一、选题背景和意义

电动汽车发明于1834年，在19世纪的最后10年中，美国、英国和法国的一些公司开始生产电动汽车。但由于电池的限制以及内燃机驱动汽车的迅速发展，从1930年开始，电动汽车基本绝迹了。从20世纪70年代初，一些国家迫于能源问题的困扰，重新燃起了对电动汽车的兴趣。

能源危机和环境污染是当今世界各国面临的两大难题。电动汽车具有节能、环保的优点，成为未来汽车发展的必然趋势。众所周知，车载动力电池不仅是制约电动汽车规模发展的技术瓶颈，而且是电动汽车价格居高不下的关键因素，其成本占整车成本的30%～50%。因此，动力电池管理系（BMS)的性能对电动汽车使用成本、节能和安全性至关重要。BMS监测电池的电压、充放电电流和电池组温度，能够估测电池的SOC，控制电池充放电均衡，对电池组进行热管理并且与车载监控系统、充电机进行CAN通讯，实现协调控制和优化充电，使电池处于最佳工作状态，充分发挥电池的功能，延长电池使用寿命[1]。BMS作为电动汽车最关键的零部件之一，近年来已经有了很大提高，但在采集数据的可靠性、SOC 的估计精度、均衡技术和安全管理等方面都有待进一步改进和提高。

本课题以最新型的磷酸铁锂电池为研究对象，对电池电压电流、温度、电池剩余电量、电池故障检测等方面做了进一步研究，并结合电动汽车用磷酸铁理电池的应用场合，建立一个新型的、适合磷酸铁锂电池的管理系统，以实现磷酸铁锂电池组的在线监测和管理。该课题的成功研发将为新型电动汽车智能化管理系统开发提供较高的应用价值，市场前景广阔，这正是本课题研究的目的所在。

二、课题关键问题及难点

目前，电池管理系统的难点和关键问题在于：

①为了达到电动汽车相应的功率和能量等级，电动汽车的动力电池需要大量串联使用，而即便是同一厂家、同一批次的电池，在自放电特性、温度特性、容量、内阻等方面的参数都存在较大差异，这给电池串联成组后的管理带来了相当大的困难。

②如何根据动力电池的特性，建立一个较精确地电池数学模型，即电池SOC 估算技术。

③如何根据采集到的电池电压、温度和充放电电流等参数评估电池健康状态。

④动力电池的快速充电技术及均衡充电技术是目前世界上各大车企正在努力研究与开发的另一项电池管理系统的关键技术。

三、调研报告（或文献综述）

BMS（电池管理系统）作为电动汽车最关键的零部件之一，近年来已经有了很大提高，但在采集数据的可靠性、SOC的估计精度、均衡技术和安全管理等方面都有待进一步改进和提高。

国外较典型的BMS及功能特点如下：①EV1BMS：单电池的电压监测；分流采集电池组的电流；过放电报警系统；高压断电保护；电量里程预算等；②SmartGuard系统:采用分布式的方式采集电池的温度和电压。主要功能包括：自动过充电监控；记录电池历史数据；提供最差单体电池的信息等；③BatOpt系

统是一个分布式系统，包括中心控制单元（MCU）和监控模块。监控模块通过twowire总线，向MCU传输每个电池工作信息，MCU在收集信息后，对电池进行优化控制；④BADICOaCH系统：使用一非线性电路来测量每个电池单元的电压，并通过一条信号线将各个单体电池电压传输给系统；显示最差单体电池的SOC；存储历史充放电周期的数据，并且通过这些数据判断电池的工作状况，快速检索电池错误使用情况等；⑤BATTNIANBMS强调不同型号动力电池组管理的通用性，其最大特点是：通过改变硬件的跳线和在软件上增加选择参数的方法，来管理不同型号的电池组[2]。

我国在“十五”期间设立电动汽车重大研究项目，积极推进BMS研究、开发和工程化应用，取得了一系列的成果和突破，与国外水平较为接近。目前主要是一些高校依托自己的科技优势，联合一些大的汽车生产商和电池供应商共同进行了如下研究：①电池动态参数采集的稳定性和精度的提高；②车载电池SOC的估测；③电池模型的研究；④电池组均衡控制的研究；⑤BMS与充电机进行CAN通讯，实现协调控制和优化充电；⑥车载电池组箱体空间和机械结构设计及合理的散热控制；⑦电池故障分析与在线报警、BMS自检及处理且随着时间推移会逐渐增大，难以消除。因此，在实际应用中，常将它与其他方法结合来估算SOC[3]。

四、参考文献

[1] 符晓玲，商云龙，崔纳新. 电动汽车电池管理系统研究现状及发展趋势

山东大学，控制科学与工程学院第45卷第12期2011年12月.

[2] 臧杰，张德生，余文明. 新能源汽车[M].北京：机械工业出版社，2008.

[3] 刘晓康，詹琼华等.电动汽车用电池管理系统的研究[J].华中科技大学报

（自然报）2007,35（8）：83-86

[4] 李相哲，苏芳，林道勇.电动汽车动力电源管理系统[M].北京：化学工

业出版社，2011,9

五、进度安排

第3-4周文献检索，翻译外文资料，撰写开题报告；

第5-6周了解电池管理系统的功能，对电池管理系统各个模块功能进行划分，制定出实现各个功能的方案；

第7-8周学习Altium Designer Summer 09软件，并利用所学的数字电路模拟电路，绘制出电池管理系统的硬件电路原理图及制版图；

第9-11周学习Keil或其他编译软件，并对硬件的基础功能进行测试；

第12-14周编写电池管理系统的软件，实现充放电保护、电池SOC估算等功能；

第15-16周绘制图纸，完成毕业设计，进行毕业答辩，成绩评比。

六、指导教师意见

签字：年月日七、教研室（或开题审查小组）意见

签字：年月日