摘 要

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1选题背景及研究意义 1

1.2车载锂电池的发展 1

1.3电池系统和电池管理系统 2

1.3.1电池系统的发展 2

1.3.2电池管理系统的国内外研究现状 4

1.3.3故障诊断技术的国内外研究 5

1.4论文主要研究内容 5

第2章 车载动力电池系统关键技术 7

2.1车载电池 7

2.1.1车载动力电池的类型 7

2.1.2锂离子电池 7

2.1.3电池串并联优化成组 8

2.2电池系统的构成和相关技术 9

第3章 电池安全管理系统的设计与分析 12

3.1电池管理系统的拓扑结构 12

3.2电池管理系统的基本功能 14

3.2.1电池状态监测 15

3.2.2电池状态分析 17

3.2.3电池安全保护 18

3.2.4电池信息管理 19

第4章 故障诊断系统设计 20

4.1系统故障分析 20

4.1.1安全警报阈值 20

4.1.2故障类型 20

4.2故障诊断系统软件设计 21

4.2.1Labview软件介绍 21

4.2.2故障诊断系统模块设计 23

4.2.3故障诊断系统软件设计 24

第5章 结语 26

参考文献 27

致 谢 29

摘要

如今石油、煤炭等石化资源的大规模采掘和使用，正是温室气体排放，全球气候变暖，极端天气灾害频发，生物物种灭绝以及环境严重污染等问题的根源。汽车尾气的排放更是已经成为雾霾形成的重要原因之一，影响着身体健康。那么为了减少石油的消耗同时降低排放二氧化碳的量，我们国家能够保证国家能源战略安全的非常重要的一个举措就是发展节能和新能源汽车。而电池管理系统是我国在电动汽车领域重点研究的对象，电池管理系统对于电动汽车而言具有重要的意义，它能够在单体电池性能一定的前提下，尽可能提高电源的利用率及可靠性，实现储能高能化。具体的研究情况如下：

通过对电动汽车电池系统及电池管理系统的理解和分析，来研究汽车动力电池可能会出现的故障，并做出故障诊断策略，进一步研究设计电池管理系统的故障诊断系统设计，以及时检测反映电池的安全问题，保证车身安全及人身安全。

对于电池管理系统的软件设计，采用软件Labview进行窗口模拟，检测电池的使用状态，及时反馈故障信息并进行诊断。

关键词：电池系统；电池管理新系统；功能安全；故障诊断；

Abstract

Now large-scale extraction and use of petrochemical resources such as oil and coal are the root causes of greenhouse gas emissions, global warming, extreme weather disasters, extinction of biological species and serious environmental pollution. Automobile exhaust emissions has become one of the important reasons for the formation of haze, affecting the health of the body. Therefore, the development of energy-saving and new energy vehicles is one of the important measures to reduce oil consumption, reduce carbon dioxide emissions, promote the transformation of the automobile industry and ensure the national energy strategy security. The battery management system is the focus of research in the field of electric vehicles, battery management system for electric vehicles is of great significance, it can be a single battery performance under certain circumstances, as much as possible to improve power efficiency and reliability , To achieve energy storage energy.

Through the understanding and analysis of the electric vehicle battery system and battery management system, the possible problems of the automobile power battery are studied and the fault diagnosis strategy is made. The design of the fault diagnosis system of the battery management system is studied and the battery Of the security issues, to ensure the safety of the body and personal safety.

For the battery management system software design, the use of software Labview window simulation, the detection of the use of the battery status, timely feedback of fault information and diagnosis.

Key words: Battery system，New battery management system，Functional safety，Fault diagno

第1章 绪论

1.1选题背景及研究意义

环境保护和能源危机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，是解决能源、环境问题的重要发展方向之一。车载电池作为电动汽车的主要能源之一，其运行状态直接影响到整车的性能，其成本占整车成本的30%～50%，对汽车整体的性能、成本、节能以及安全性都影响重大。现在，制约电动汽车发展的关键因素之一是动力蓄电池不理想，电池的比能量、比功率、一致性、使用寿命和价格都达不到期望的水平^[1]。电池是电能与化学能相互转换的能量系统，由于化学反应与累计充放电次数、温度、充放电倍率等许多不同的因素有关，所以电池的运行状态会变得很复杂，相对应的在实际应用方面也会受到颇多限制。电池管理系统主要保障电池在合理的参数范围内工作，检测电池组的电压、电流、温度和继电器状态，完成充放电控制、热管理、均衡控制、故障诊断和液晶显示等功能，同时对荷电状态和健康状态进行估计^[2]。

电池管理系统采用内部和外部两种通讯协议实现系统内部的信息交换和控制以及系统外部的数据传输，通过这两种方式实现对电池组的热管理，同时与充电机、车载监控系统之间实现CAN通讯，实现电池组能够优化充电和协调控制。电池系统中，电池管理系统作为比较核心并且重要的部分，在很大程度上会应影响整个电动汽车的发展和研究^[3]。

1.2车载锂电池的发展

为了能够在一定程度上支撑新能源汽车产品及产业的发展目标和规划，鼓励发展新能源汽车产业，美国、法国、德国、挪威、荷兰、韩国、日本、中国等国家的政府纷纷出台优惠政策刺激民众购买新能源汽车。我国新能源汽车的发展，随着社会资源的不断投入，技术的不断突破，产品的不断迭代更新，以及新型商业模式的不断出现，我国新能源汽车产业保持高速发展的趋势，在全球市场中占有较多的份额，取得更多的竞争优势。动力锂电池作为新能源汽车的核心组件，也随新能源汽车产业的发展而蓬勃发展^[4]。