在追求人与自然和谐共处的时代背景下,发展节能环保型汽车成为全球汽车工业的必然选择。电动汽车使用清洁动力源,可摆脱对石油的依赖,不会污染环境,成为汽车发展行业的主流方向。作为纯电动汽车的关键部件,电池管理系统的功能安全性、逻辑鲁棒性将直接影响整车的运行安全。汽车市场正处在快速更新的时代,ECU软件早期验证需求逐渐增强,在控制器研发周期内,大约60%的时间内无物理原型可用,导致开发周期较长。如何在保证电池管理系统的功能安全性的同时兼顾开发周期,是亟待解决的关键问题。本课题对电池管理系统的研究背景和意义进行论述,详细研究分析了BMS的主要功能。基于以上研究确定了论文的研究内容:电池剩余电量估计与故障管理。根据平台化BMS的设计要求制定了详细的研究方案,完成了BMS两大功能模型的构建,建立了一套BMS控制策略模型在早期开发阶段的验证体系。该验证体系可从功能仿真测试角度缩短研发周期,同时保障功能安全可靠。论文主要进行了以下工作:1.搭建了可靠的电池仿真模型。以二阶等效电路为原型,模型中的参数由真实试验数据识别而来;试验对象为26800圆柱形锂离子电池;试验方法为HPPC脉冲放电特性试验;参数识别方法为最小二乘算法;模型的实现手段为在MATLAB/Simulink环境中搭建动力电池模型并将参数注入电池模型中,完成模型的构建。2.研究了电池剩余电量的估算。在充分比较目前常用估计方法的优缺点及适用范围的基础上,选用无迹卡尔曼滤波算法对SOC进行估计,在Matlab环境中开发了采用无迹卡尔曼滤波估计电池剩余电量的程序,将仿真运行结果与实际试验结果进行比对,验证了SOC估计精确度。3.基于功能安全的要求对电池管理系统中故障管理功能的控制策略进行设计与开发,充分研究了功能安全的概念、架构以及BMS故障管理的具体内容。根据功能安全的设计要求对BMS的控制策略进行设计,具体包括:对可能面临的事件进行危害分析与风险评估,依据评估结果确定各主要功能的安全目标及ASIL等级以及设计系统功能安全方案。在Simulink/Stateflow环境中搭建基于功能安全的各故障模块以及高压上下电模块的模型。4.依据现有仿真测试技术,确定BMS在开发前期的功能验证方案,并设计了测试用例与测试流程。具体的测试流程为:在模型开发阶段应用模型在环测试技术对控制策略进行验证,采用快速控制原型(RCP)及硬件在环测试一体化方案对控制策略进行在线仿真验证,对结果进行分析确保系统功能安全。