無(wú)線通信技術(shù)中鋰電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真

電池管理系統(tǒng)不僅對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的性能提高而且對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。本文提出一種基于Zig,Bee無(wú)線通信技術(shù)的鋰電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究的方案，以解決傳統(tǒng)電池管理系統(tǒng)有線通信可靠性低、擴(kuò)展性差和現(xiàn)有的蓄電池高端電壓測(cè)量方法高精度和低成本不能同時(shí)兼顧等主要問(wèn)題，并且分別從硬件、SABER仿真和軟件等方面對(duì)提出的方案加以論證和實(shí)現(xiàn)。本文的主要研究成果如下：

首先，在對(duì)目前蓄電池荷電狀態(tài)的預(yù)測(cè)方法、多種無(wú)線通信技術(shù)和蓄電池的性能參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)比較和分析的基礎(chǔ)上，采用ZigBee無(wú)線通信技術(shù)，并提出了鋰電池荷電狀態(tài)預(yù)測(cè)方法——安時(shí)法與PeuKert方程法的結(jié)合。該方法一方面以其算法較為簡(jiǎn)單，減少微處理器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；另一方面充分利用安時(shí)法在線預(yù)測(cè)精度高的優(yōu)點(diǎn)，而且PeuKert法考慮了溫度的影響和電動(dòng)汽車(chē)實(shí)際運(yùn)行中電流情況，利于電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)時(shí)應(yīng)用。同時(shí)基于ZigBee規(guī)范和電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)的實(shí)際情況，深入研究并提出了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸機(jī)制等組網(wǎng)設(shè)計(jì)。

本文對(duì)系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)、主控芯片、射頻芯片、Zigaee收發(fā)電路、高端電壓測(cè)量，電流測(cè)量和多點(diǎn)溫度測(cè)量等電路、電源電路等功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)的方案比較和論證，并根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)要求確定了硬件電路的選型，完成了硬件電路的設(shè)計(jì)。其中蓄電池組高電壓測(cè)量電路的設(shè)計(jì)，提出了利用OP747來(lái)實(shí)現(xiàn)低成本差分放大電路的設(shè)計(jì)方案，并通過(guò)SABER仿真和實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果證實(shí)了設(shè)計(jì)方案的可行性。差分電路的設(shè)計(jì)很好地解決了當(dāng)前蓄電池高電壓測(cè)量方法不能同時(shí)兼顧測(cè)量精度高和成本低的問(wèn)題。

最后，完成了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試，并做了一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)遵循模塊化，自頂向下的設(shè)計(jì)思路，文中重點(diǎn)分析了系統(tǒng)主、子節(jié)點(diǎn)主程序的總體框架結(jié)構(gòu)和ZigBee收發(fā)程序的設(shè)計(jì)。