本文關(guān)鍵詞：鋰電池組充電器與BMS的研究與設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大量新能源汽車及各種便攜式電動工具中廣泛使用的可充電電池,為滿足容量和耐壓方面的要求,一般均需要多個單體電池進行串并聯(lián)。由于單體電池參數(shù)的分散性會導(dǎo)致充電及放電過程中的均流均壓問題,進而影響電池組的使用效率和壽命。如何通過電池組充電器的設(shè)計與電池管理系統(tǒng)(Battery Management System,BMS)來解決上述問題就成了業(yè)界普遍關(guān)注的研究熱點。首先論文以鋰電池組為研究對象,分析鋰電池的電化學原理、充放電特性和電池極化現(xiàn)象。在分析鋰電池的充電方法上,本文選用三段式的充電方法,搭建以DC/DC芯片的外圍硬件電路來設(shè)計鋰電池組充電器。然后對電池管理系統(tǒng)進行研究。由于高精度的電壓監(jiān)測和分辨率對電池系統(tǒng)的采集環(huán)節(jié)尤為重要,基于此本文選用先進的LTC6804采集芯片。該系統(tǒng)可對單體電壓、電池組溫度與電流進行采樣,并對其進行軟硬件的調(diào)試。最后對均衡系統(tǒng)進行研究。針對電阻式放電均衡速度慢、效率低、發(fā)熱大等問題,采用基于反激式變壓器的雙向主動均衡電路。該均衡電路可對任意兩塊單體電池進行均衡,采用了安時積分法和開路電壓法相結(jié)合的均衡方法。在LTspice上進行均衡系統(tǒng)的仿真實驗,實驗結(jié)果表明,該主動均衡有良好的性能。論文完成了充電器的硬件與軟件的設(shè)計、制作與調(diào)試,給出了完整的測試結(jié)果。并且在上位機上進行電壓、剩余電量顯示。實驗結(jié)果驗證了本文硬件電路設(shè)計以及均衡控制方法的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：電池管理系統(tǒng) 鋰電池組 充電器 主動均衡
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題的研究意義8-9
• 1.2 電池管理系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 充電方法研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 均衡控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀12
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容12-13
• 1.4 本章小結(jié)13-14
• 第二章 鋰電池的充放電原理與特性14-25
• 2.1 二次電池的性能比較14-16
• 2.2 鋰電池工作原理16-17
• 2.3 鋰離子電池充放電特性17-19
• 2.4 充電方法分析19-21
• 2.5 電池的極化現(xiàn)象21-23
• 2.6 馬斯定律23-24
• 2.7 本章小結(jié)24-25
• 第三章 充電器系統(tǒng)方案設(shè)計25-37
• 3.1 充電模塊的設(shè)計25-28
• 3.1.1 充電器拓撲結(jié)構(gòu)的介紹25-28
• 3.2 鋰電池充電器硬件設(shè)計28-29
• 3.2.1 DC/DC芯片的介紹28-29
• 3.2.2 電源管理芯片的介紹29
• 3.3 充電器參數(shù)設(shè)計29-36
• 3.3.1 充電器外圍電路參數(shù)的設(shè)計30-33
• 3.3.2 LTC4000外圍電路的設(shè)計33-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第四章 鋰電池主動均衡的研究37-55
• 4.1 電池組單體電池不一致性分析37-39
• 4.1.1 改善單體電池不一致性的措施38-39
• 4.2 均衡管理的意義39-40
• 4.3 幾種均衡的方法40-43
• 4.4 主動均衡結(jié)構(gòu)設(shè)計43-51
• 4.4.1 數(shù)據(jù)采集模塊43-47
• 4.4.2 均衡控制模塊47-48
• 4.4.3 均衡模塊48-51
• 4.5 均衡仿真51
• 4.6 SOC估算方法51-54
• 4.7 本章小結(jié)54-55
• 第五章 軟件流程及系統(tǒng)測試55-64
• 5.1 系統(tǒng)軟件的設(shè)計55-60
• 5.1.1 充電器軟件流程的設(shè)計56-57
• 5.1.2 LTC6804軟件設(shè)計57-60
• 5.2 測試的實驗平臺60-63
• 5.2.1 充電實驗的數(shù)據(jù)測量與分析62-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 參考文獻66-69
• 附錄1 攻讀碩士學位期間撰寫的論文69-70
• 致謝70

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本文編號：500260