【摘要】：為了減少鋰電池的損壞,提高鋰電池組的工作性能,設(shè)計(jì)了一款鋰電池組充放電管理系統(tǒng),具有管理、監(jiān)控和保護(hù)鋰電池組充放電過程的功能。鋰電池組充放電管理系統(tǒng)以MSP430單片機(jī)作為控制芯片,由數(shù)據(jù)采集、電池保護(hù)、均衡控制、通信管理以及上位機(jī)顯示等模塊組成,實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電池過充、過放、過流以及短路的保護(hù),針對(duì)鋰電池組中狀態(tài)不一致的單節(jié)鋰電池進(jìn)行均衡管理,監(jiān)控鋰電池組的工作狀態(tài),完成對(duì)鋰電池組以及單節(jié)鋰電池的分層管理。從鋰電池組充放電管理系統(tǒng)的硬件和軟件兩方面介紹了本課題的設(shè)計(jì)方案。硬件設(shè)計(jì)中,將鋰電池組充放電管理系統(tǒng)的硬件電路分為若干模塊,包括數(shù)據(jù)采集模塊、電池保護(hù)模塊、均衡管理模塊以及通信模塊。數(shù)據(jù)采集模塊用于采集鋰電池的電壓、電流和溫度;電池保護(hù)模塊保證鋰電池組在充放電過程中的安全;均衡管理模塊使鋰電池組中單節(jié)鋰電池的狀態(tài)趨于一致;通信模塊實(shí)現(xiàn)控制芯片與上位機(jī)之間的通信。軟件設(shè)計(jì)中,包括控制模塊、上位機(jī)顯示以及鋰電池SOC(State of Charge,剩余電量)的估算。控制模塊包括數(shù)據(jù)采集、充放電保護(hù)以及均衡管理的設(shè)計(jì);上位機(jī)顯示模塊設(shè)計(jì)了電池管理顯示界面;通過結(jié)合安時(shí)積分與開路電壓的方法,加入SOC補(bǔ)償,完成對(duì)鋰電池SOC值的估算。對(duì)鋰電池組進(jìn)行充放電實(shí)驗(yàn),鋰電池過放閥值電壓檢測精度達(dá)到±10m V,過充電流檢測精度達(dá)到±10mA,均衡管理將鋰電池組中單節(jié)電池電壓的相對(duì)誤差控制在±0.12%內(nèi),SOC估算值與實(shí)際值的誤差在±1%以內(nèi),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該鋰電池組充放電管理系統(tǒng)可以檢測鋰電池組以及單節(jié)鋰電池的電壓、電流、溫度以及剩余電量等參數(shù),有效的對(duì)鋰電池組進(jìn)行管理、監(jiān)控和保護(hù)。
[Abstract]:In order to reduce the damage of lithium battery and improve the performance of lithium battery, a charge and discharge management system for lithium battery pack is designed, which can manage, monitor and protect the charge and discharge process of lithium battery pack. The charge and discharge management system of lithium battery pack is composed of data acquisition, battery protection, equalization control, communication management and host computer display module, which uses MSP430 single chip microcomputer as control chip to overcharge and overdischarge lithium battery. For the protection of over-current and short-circuit, the single-section lithium battery with different states is managed equably, the working state of lithium battery is monitored, and the layered management of lithium battery pack and single-section lithium cell is completed. This paper introduces the design of this subject from the hardware and software of the charge and discharge management system of lithium battery pack. In the hardware design, the hardware circuit of the charge and discharge management system of lithium battery is divided into several modules, including data acquisition module, battery protection module, balance management module and communication module. The data acquisition module is used to collect the voltage, current and temperature of the lithium battery; the battery protection module ensures the safety of the lithium battery during charging and discharging; The communication module realizes the communication between the control chip and the host computer. The software design includes control module, upper computer display and the estimation of state of charge (SOC) of lithium battery. The control module includes the design of data acquisition, charge and discharge protection and balance management; the upper computer display module designs the battery management display interface; by combining the method of ampere-hour integral and open circuit voltage, SOC compensation is added. The SOC of lithium battery is estimated. The charge and discharge experiments were carried out on the lithium battery pack. The accuracy of over discharge threshold voltage of lithium battery is 鹵10mV, and that of overcharge current is 鹵10mA. the relative error of voltage of single battery in lithium battery pack is controlled within 鹵0.12% by equalization management, and the error of SOC estimation value and actual value is less than 鹵1%. The experimental results show that the charge and discharge management system can detect the voltage, current, temperature and residual charge of the lithium battery pack and single section lithium battery, and effectively manage, monitor and protect the lithium battery pack.
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM912

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本文編號(hào)：2131099