动力型锂电池组管理系统研究

论文摘要

随着锂离子电池技术的飞速发展,锂离子电池组作为动力型电池组的应用也越来越广泛,但是电池组的安全性能和循环性能成为了当前制约发展的主要因素。而管理电路可以缓减这些问题,因此电池管理系统的研究已成为当前的热点。本文对动力型锂离子电池组系统进行了研究,主要从电量管理、状态管理以及均衡管理方面进行了研究,增强了循环中电池组的安全性能,同时提高了电池组的循环性能。对电流采样精度以及电量估算算法进行了研究,在电量估算算法校正中加入了电压校正,而且充分考虑了其它因素的影响,做好了相应的补偿,改善了电量估算精度低的问题。对管理系统的低功耗进行了研究,通过管理系统的状态改变等措施使得管理系统整体功耗降下一半左右。保护值的设定随着温度的变化能进行自适应校正,同时通过输出故障代码,显示相应的故障。在均衡管理方面,设计的硬件电路更加实用有效,软件的设计充分体现了硬件的特点,大大缓解了电池组中最差性能电池的加速衰减,从而改善了电池组的寿命。通过试验,管理系统的各项指标都达到了预期的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 电池管理技术发展现状
• 1.3 本论文的研究背景及研究方法
• 第2章 电池组的状态管理
• 2.1 管理系统低功耗的研究
• 2.1.1 单片机的功耗
• 2.1.2 电源转换电路的功耗
• 2.1.3 信号处理电路的功耗
• 2.1.4 显示电路的功耗
• 2.2 故障管理的研究
• 2.2.1 保护值的设定
• 2.2.2 故障状态的研究
• 2.3 本章小结
• 第3章 电池组均衡管理的硬件电路
• 3.1 均衡电路设计
• 3.1.1 指导性原则
• 3.1.2 电路基本拓扑结构
• 3.2 均衡电路的设计
• 3.2.1 电子开关的选用
• 3.2.2 基于场效应管构建开关单元
• 3.2.3 均衡模块的电源配置
• 3.3 本章小结
• 第4章 电池组均衡管理的控制策略
• 4.1 系统参数的分析
• 4.2 全充脉冲
• 4.3 选择式均衡充电算法
• 4.4 分块轮转算法
• 4.5 本章小结
• 第5章 电池组的电量管理
• 5.1 总体算法
• 5.2 电流采样精度研究
• 5.3 电压校正
• 5.4 电量估算的补偿
• 5.4.1 放电率补偿
• 5.4.2 容量老化补偿
• 5.4.3 温度补偿
• 5.4.4 自放电补偿
• 5.5 本章小结
• 第6章 管理系统软件研究
• 6.1 系统总流程图
• 6.2 状态管理流程图
• 6.3 均衡管理流程图
• 6.4 电量管理流程图
• 6.5 小结
• 第7章 系统测试及运行结果
• 7.1 测试环境
• 7.2 运行结果
• 7.2.1 状态管理的运行结果
• 7.2.2 均衡管理的运行结果
• 7.2.3 电量管理的运行结果
• 7.2.4 台架实验
• 第8章 总结与展望
• 8.1 总结
• 8.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间科研及发表学术论文情况