电动汽车动力电池状态监测仪设计开题报告

全文总字数：7217字

1. 研究目的与意义（文献综述）

如果说燃油车最重要的是发动机，那么电动汽车最重要的非电池莫属。电动汽车动力电池包括铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢徐电池、铁镍徐电池、钠氯化镍徐电磁、银锌蓄电池、钠硫蓄电池、锂蓄电池、空气蓄电池、燃料电池、太阳能蓄电池、超容量电容器、飞轮电池、钠硫电池等。目前国内新能源汽车仍然磷酸铁锂和三元锂电池，车型续航里程较好，但电池系统平均能量密度水平较低。现如今，三元锂电池和磷酸铁锂电池，是当前的中流砥柱。从全球角度来看，很多车企均采用三元锂电池为主，续航都达到了比较高的水平。随着时间的发展，汽车搭载电池的能量密度也有不同程度的提升，动力电池能量密度的提升已经是大势所趋。而固态锂电池在继承传统锂电池优点的基础上，安全性、能量密度都有了很大幅度。综合现如今的国内外动力电池企业搭载新能源汽车情况来看，三元锂电池成为主流技术路线的趋势已经不可逆转，而在续航方面仍有提升空间。而造成这个问题，可能是因为动力电池能量密度不高、bms效率提升空间仍有待开拓等多方面原因所致。

2.电动汽车动力电池设计领域技术发展历史中的重大突破的背景和影响

当下在商业化运行的纯电路汽车和混合动力汽车上，实际动力电池主要有两类：一类是镍氢电池，一类是磷酸铁锂电池。比如雷克萨斯、皇冠、普锐斯、别克君越、本田思域等混合动力汽车，都使用镍氢电池；比如比亚迪e6、k9等混合动力汽车、国内其他电动汽车大多采用磷酸铁锂电池。电动汽车中比较出名的特斯拉纯电动汽车，使用的也是一种锂电池-钴酸锂电池，也被称为三元电池。这些车如果驾驶时间过长，车上的高压蓄电池及相关装置可能会故障，需要对它们进行维护检修。

2. 研究的基本内容与方案

设计的目标：该电池状态监测仪中有动力电池单片电压巡检电路、温度检测电路、信号处理和信号采集电路模块，并写出相应的程序，估算电池电量，设计can通信接口电路，将电池信息传给整车控制器。

拟采用的技术方案及措施：

首先，我们将电池管理系统分为动力电池单片电压巡检电路模块、温度检测电路模块、信号处理及信号采集电路与程序模块。因为电池是以串联的方式连接，电池单体数量多，所以要收集的信息也多，主模块与其他模块之间信息量交互量大，因此，我们需要使用集成度高，能够准确运算数据，保证数据运算准确性的处理器作为该系统的主控芯片，由主控芯片完成信号处理与信号采集。电压巡检电路模块采用的是直接监测法，即单体电池经过保护电路以后, 将其直接送给主控模块, 对电池信号进行检测, 这一过程中, 不需要度单体电池进行任何的隔离, 也无需任何环节与程序的切换, 直接监测法, 不仅可以为每节电池单独设置监测模块, 同时还能够利用专用芯片对所有电池进行监测。温度检测模块，直接采用温度传感器即可，选用一个体积小，性能稳定，不受外界因素影响，直接检测电池温度，不需外部电路的支持，然后将测得的温度，存入相对应的数据信息库中，读取电路温度时, 实时监测系统要先发送所要读取的传感器序号, 接受到序号后, 到对应的数据信息库中查找数据, 读取温度，在这里拟使用的传感器为ds18b20，拥有体积小，性能稳定，不受外界影响的优点。本设计中主要拟采用控制器、光耦隔离电路和收发器ic等部分构成了can总线的接收电路。我们拟使用的stc12c5a60s2单片机是支持can总线的mcu, 输出后的信号经过了我们外部的驱动器连接了canh和canl。同时因为汽车电子的干扰是很大的, 因此我们使用了光耦进行了信号的隔离。对于收发芯片的选择, 我们使用采用82c250芯片, 工作电压为5v。能够对can控制器提供接收功能, 同时对总线也有差动发送数据的能力, 作为控制器上的物理总线之间的接口。

3. 研究计划与安排

查阅与毕业设计选题相关的参考文献，并撰写开题报告（第2~3周）；

设计状态监测仪原理图及pcb（第4~9周）；

设计状态监测仪软件（第10~13周）；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 陈启宏. 燃料电池混合电源检测与控制[m].北京：科学出版社，2014.

[2] 周润景，张丽敏，王伟. altium designer原理图与pcb设计[m]. 北京：电子工业出版社，2009.

[3] 康华光，秦臻，罗杰. 电子技术基础-数字部分 [m]. 北京：高等教育出版社，2013.