动力锂离子电池组能量管理系统研究.pdf首先对锂离子电池的剩余电量和荷电状态(SOC)进行研究，分析

文件名称: 动力锂离子电池组能量管理系统研究.pdf

所属分类: 制造

开发工具:

文件大小: 860kb

下载次数: 0

上传时间: 2019-09-03

提供者: krisw*****

下载 (860kb)

不能下载？报告错误

详细说明：首先对锂离子电池的剩余电量和荷电状态(SOC)进行研究，分析影响电池剩余容量的因素，比较几种估算电池荷电状态的方法，并得出在本系统中采用的 SOC 估算方法，即以安时计量法结合开路电压法为主，综合考虑对充放电效率、循环寿命、温度等因素的补偿措施的 SOC 估算方法。结合实际应用需求，确定系统各部分功能的实现方案，提出以 PIC18F452 为控制核心的系统总体结构。哈尔滨工业大学工学顸士学位论文摘动力锂离子电池是世纪开发成功的新型高能电泡,相对于镍氢、铅酸以及镍镉电池,在能量、体积、寿命、环保等各方面都具有无可比拟的优势,而且应用领域也日趋扩大,但电池组的成本、安全性能、循环寿命等方面的因素仍然制约着动力锂离子电池的广泛应用。针对这一现状,本文设计了一种动力锂离子电池组的能量管理系统,用于保证电池组工作的安全性和可靠性,实时显小运行状态数据,并最大限度地延长电池组的使用寿命。本文首先对锂离子电池的剩余电量和荷电状态进行研究,分析影响电池剩余容量的因素,比较几科佔算电池荷电状态的方法,并得出在本系统中采川的估算方法,即以安时计量法结合开路电压法为主,综合考虑对充放电效率、循环寿命、温度等因素的补偿措施的估算方法。结合实际应用需求,确定系统各部分功能的实现方案,提出以为控制核心的系统总体结构。在硬件方囿,设计单片机管理系统,包括电池电压、电流、温度的采样, 显示及功能按键等。在保护电路的设计上,采用精工的单节锂离子电池保扩芯片设计一种低成本、可靠、扩展性好的锂离子电池组保扩系统。在均衡管理系统上,采用简单的能耗式均衡方法有效地实现了电池组的充电均衡。在软件方面,采用模块化的程序设计,实现各模块的功能算法,并绐出其程序流程图。最后,按照硬件设计完成了电路板制作,并进行了系统软硬件调试。实验结果表明:该管理系统能够保证电池组实际应用中的安全性和可靠性,实现电池组的充电均衡功能,并验证了估算方法的准确性。关键词:动力锂离子电池组;能量管理系统;保扩电路;荷电状态哈尔滨工业大学工学硕士学位论文哈尔滨工业大学工学硕士学位论文目录摘要第章绪论课题背景及研究的目的和意义动力电池的概述动力电池的发展现状动力锂离了电池的特点动力锂离子电池的能量管理系统概述动力锂离子电池管理系统的研宄现状动力钾离子电池能量管理系统的功能木文主要研究内容第章动力锂离子电池剩余电量的估算方法动力锂离子电池剩余电量与的定义影响锂离子电池剩余电量的因素估算的常用方法估算方法估算方法的确定计算本章小结第章能量管理系统硬件设计引言系统硬件总体结构微控制器的选择简介单片机的外围电路系统电源电压采集电路总电压的测量哈尔滨工业大学工学硕士学位论文单体电池电压的测量电流采集电路温度检测电路显示器电路数码管显示电路电量显示电路键盘电路锂电池保护电路设计锂电池保护研究保护电路设计保护电路工作原理锂电池均衡电路设计能耗型均衡电路非能耗型均衡电路木系统允电均衡电路设计本章小结第章能量管理系统软件设计引言系统总体结构系统初始化模块数据采集模块电压和电流采集模块温度采集模块电量管理程序设计按键和显示模块按键处理子程序显示模块子程序本章小结第章实验结果及分析实验装置实验主要内容开路电压与关系允电曲线哈尔滨工业大学工学硕士学位论文电池恒流放电出线电池变流放电曲线本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书致谢哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第章绪论课题背景及研究的目的和意义动力锂离子电池是世纪开发成功的新型高能电池,分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池两类。与传统的镍镉、镍氢等动力电池相比,锂离子动力电池具有工作电压高、能量密度大、重量轻、体积小、自放电率小、循环寿命长、无记忆效应、对环境友好等特点是新一代动力电池的发展趋势。目前已广泛应用于便携式移动设备中,如移动电话、笔记本电脑、摄像机、照相机等。大容量的锂离子电池已在电动汽车中试用,将成为世纪电动汽车的主要动力电源之一,并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用随着动力锂离子电池应用领域的日趋扩大,各种应用设备对电池电压及能量输岀能力的要求不断提高,采用多节锂离子电池串并联组成的电池包的应用逐步增多。这种电池包的使用需要进一步考虑其安全性及成本,单体锂离子电池在生产中不可避免地存在个体差异,如容量、电压等不可能完全一致,这种差异长期累积会降低电池组的使用寿命,必须采取一定的措施来有效的控制单体电池之间的平衡。此外,安全性是阻碍动力锂离子电池组广泛使用的重要因素,如何保证电池在使用中的交全可靠性是锂离子电池需要解决的又一个问题。在这种应用需求下,电池管理系统变的尤为重要,人们通过建立智能的管理系统有效的监控电池组的运行状态,精确测量电池的荷电状态同时对电池进行允放电保护,并采用各种均筷方式实现电池单体之间的允放电平衡, 从而使电池工作在最佳状态,最大限度了延长了电池组的使用寿命动力电池的概述动力电池的发展现状动力电池一般是指具有较高的额定容量和输出功率,可作为电动工具、电动车辆等驱动电源的电池。动力电池作为电动车的心脏,已在世界范围内进行了近二十年的研究开发。目前用在动力领域的高性能动力电池主要有阀控式铅酸蓄电池、镍氢蓄电池、锂离孓蓄电池、燃料电池阀控式铅蓄电池以其性能可靠,生产工艺成熟,价格也较低等优点而被广哈尔滨工业大学工学硕士学位论文泛运用,是目前电动车使用最多的电池。但是它有其致命的缺点:重量比能量和休积比能量匕铰小,因而组成的蓄电池重量大,休积也大,能提供的能量也较少,此外,铅酸蓄电池的深度放电能力和低温放电能力较差,不能快速充电, 废夼时二次污染严重等缺点。因此从长远的角度来说,有可能要被其它更优秀的电池取代镍氢蓄电池比能量高,比功率高,在大电流工作时也能平稳放电,低温敚电性能好,循环寿命长,安全可靠,免维护,无记忆效应,对环境不存在任何污染问题,可再生利用,符合持续发展的理念,是目前的主要动力电池但是,镍氢蓄电池的价格明显髙于铅酸电池,成木较髙,因此得不到普及锂离子蓄电池和镍氢蓄电池几乎同时岀现,使用最轻的金属材料锂,输出电压 ,它几乎拥有所有电池的优点:比能量大;比功率高;自放电小无记忆效应:循环特性好;可快速放电,且效率高;工作温度范围宽:无环境污染等。若能解决安全问题,锂离子电池将成为世纪动力电源首选燃料电池是电化学裝置,能够将氢和氧的化学能转变为电能,并且没有污染,无有害物质排放;电池运行安静,噪声大约只有相当于人们正常交谈的水平,适合于室内安装或是在室外对噪声有限制的地方;电池的发电效率可以达到以上,直接将化学能转换为电能,不需要经过热能和机械能发电机的中间变换。然而,由于氢气十分易燃和易爆,如何安全配送氢气燃料成为燃料电池商业应用的一个主要障碍随着世界能源的紧缺和对汽车尾气排放法规的增多,新型动力能源是发展的必然趋势,这种电池能源汽车更是大势所趋,然而因为技术的原因,各种动力电池日前还无法做到十分完美,总公存在一定的问题。因此,未来的动力电池将会是各个汽车厂家重点研发的方向,对于世界庞大的汽车市场来说更是有非常巨大的市场前景。动力锂离子电池的特点锂离子屯池是锂电池的改进型产品。早在年,以佥属锂作为电极的锂电池的研究就开始了,到上世纪七十年代,不可充电的锂电池才首次应用在商业领域。但锂是一种高度活跃的金属,它使用时不太安全,经常会在充电时出现燃烧、爆裂的情况,于是有了改进型的锂离子电池,加入了能抑制锂元素活跃的成份(比如钴、锰等)从而使锂电池真正达到了安全、高效、方便。年公司首次实现了锂离子电池商业化。从此,锂离子电池得到迅速发展应用也越来越广泛。

(系统自动生成,下载前可以参看下载内容)