無線通信技術(shù)中鋰電池監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(guān)重要的作用。本文提出一種基于Zig,Bee無線通信技術(shù)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(kuò)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(shí)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(yù)測方法、多種無線通信技術(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無線通信技術(shù)，并提出了鋰電池荷電狀態(tài)預(yù)測方法——安時法與PeuKert方程法的結(jié)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(yù)測精度高的優(yōu)點(diǎn)，而且PeuKert法考慮了溫度的影響和電動汽車實(shí)際運(yùn)行中電流情況，利于電動汽車的實(shí)時應(yīng)用。同時基于ZigBee規(guī)范和電動汽車電池管理系統(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、高端電壓測量，電流測量和多點(diǎn)溫度測量等電路、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量電路的設(shè)計(jì)，提出了利用OP747來實(shí)現(xiàn)低成本差分放大電路的設(shè)計(jì)方案，并通過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(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)。