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能源危机与环境压力日益凸显的背景下,发展电动汽车成为推动汽车产业发展的大趋势。动力电池及其控制技术是电动汽车发展的关键技术之一,也是制约电动汽车产业化发展的瓶颈。动力电池管理系统(BMS)是动力电池控制技术的核心,对电池系统的高效管理与控制,可以优化电池组工作性能、延长电池组使用寿命并保障其安全性,可使整车能量控制策略有效执行,对电池能量管理系统进行研究具有重要意义。本论文以某款纯电动乘用车动力电池系统开发为基础,以动力电池管理系统为研究对象,侧重能量管理与安全防护的内容,对动力电池管理系统的硬件及软件进行设计,通过Matlab中Stateflow/Simulink工具对系统进行基于CAN通讯建模仿真分析以改进系统软件控制策略,并进行实车试验,采用CANape软件对CAN Logger采集的数据进行分析,验证设计的动力电池能量管理系统的功能的可靠性与稳定性。主要研究内容有:(1)分析国内外关于电池管理系统的研究方法与思路,提出从系统的能量管理与安全防护角度出发,基于CAN通讯对电池管理系统展开研究。(2)完成动力电池系统电气选型,设计动力电池能量管理系统总体方案。(3)设计电池能量管理系统的硬件主板、从板以及高压板方案。硬件主板设计包括供电电源、数字量/模拟量输入、高端/低端驱动输出、PWM输入/输出、CAN通讯等内容;硬件从板设计了包括供电电源、均衡电路、接口定义、CAN通讯等内容;高压板设计了系统功能、电气接口以及CAN通讯的内容。(4)分析高压上下电各控制节点的响应原则,研究正常高压上下电时序以及紧急高压下电时序,利用Stateflow/Simulink工具对上下电时序控制进行基于CAN信号的建模仿真分析,并实车试验验证上下电控制逻辑。(5)分析电池管理系统的故障情况并定义故障等级,设计BMS故障阀值表以及状态跳转图,对BMS的多种工作模式控制进行基于CAN信号的仿真建模分析。(6)分析研究了预充电过程、快充过程、慢充过程、高压互锁回路(HVIL)及绝缘检测的内容,对其控制逻辑基于CAN信号建模仿真分析,并进行实车验证。实车试验表明设计的电池能量管理系统功能可靠、工作稳定,论文的研究对电动汽车动力电池管理系统设计与动力电池系统开发提供一定的理论和应用价值及有益借鉴。