無線通信技術中鋰電池監(jiān)測系統(tǒng)的設計與仿真

電池管理系統(tǒng)不僅對電動汽車的性能提高而且對電動汽車的發(fā)展起著至關重要的作用。本文提出一種基于Zig,Bee無線通信技術的鋰電池監(jiān)測系統(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、擴展性差和現(xiàn)有的蓄電池高端電壓測量方法高精度和低成本不能同時兼顧等主要問題，并且分別從硬件、SABER仿真和軟件等方面對提出的方案加以論證和實現(xiàn)。本文的主要研究成果如下：

首先，在對目前蓄電池荷電狀態(tài)的預測方法、多種無線通信技術和蓄電池的性能參數(shù)進行詳細比較和分析的基礎上，采用ZigBee無線通信技術，并提出了鋰電池荷電狀態(tài)預測方法——安時法與PeuKert方程法的結合。該方法一方面以其算法較為簡單，減少微處理器的數(shù)據(jù)存儲空間；另一方面充分利用安時法在線預測精度高的優(yōu)點，而且PeuKert法考慮了溫度的影響和電動汽車實際運行中電流情況，利于電動汽車的實時應用。同時基于ZigBee規(guī)范和電動汽車電池管理系統(tǒng)的實際情況，深入研究并提出了系統(tǒng)的網絡拓撲結構和傳輸機制等組網設計。

本文對系統(tǒng)的主體結構、主控芯片、射頻芯片、Zigaee收發(fā)電路、高端電壓測量，電流測量和多點溫度測量等電路、電源電路等功能模塊進行了詳細的方案比較和論證，并根據(jù)系統(tǒng)的技術要求確定了硬件電路的選型，完成了硬件電路的設計。其中蓄電池組高電壓測量電路的設計，提出了利用OP747來實現(xiàn)低成本差分放大電路的設計方案，并通過SABER仿真和實驗研究，結果證實了設計方案的可行性。差分電路的設計很好地解決了當前蓄電池高電壓測量方法不能同時兼顧測量精度高和成本低的問題。

最后，完成了系統(tǒng)的軟件設計和調試，并做了一系列相關實驗。系統(tǒng)的軟件設計遵循模塊化，自頂向下的設計思路，文中重點分析了系統(tǒng)主、子節(jié)點主程序的總體框架結構和ZigBee收發(fā)程序的設計。