本文關鍵詞：大功率鋰電池組多通道主動均衡技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人們環(huán)保意識的不斷增強,以及全球一次性能源危機的不斷加劇,人們開始加快對可再生能源的研究步伐。鋰電池因為單體電壓高、比容量大、自放電率低而被廣泛應用于電動汽車、分布式發(fā)電以及不間斷電源等相關領域。大功率鋰電池組主要針對的是電動汽車(EV)或混合動力汽車(HEV)電池組,電池組容量多為3~60KWh甚至更高。由于鋰電池的單體電壓較低,一般以串聯(lián)方式使用。為了能得到更高容量的動力電池組系統(tǒng),往往會串聯(lián)上200節(jié)單體電池甚至更多的電池。鋰電池在串聯(lián)使用過程中,隨著充放電次數(shù)的增加,電池間的差異會不斷加劇,成為制約其安全、可靠工作的瓶頸,而均衡技術旨在解決由于電池間參數(shù)不一致造成的過充過放安全問題和使用壽命問題,已成為近年來研究的熱點。本文分析了現(xiàn)有的均衡拓撲結構,從均衡速度、均衡效率以及均衡電路復雜程度對其進了評價,同時說明了其各自的適用場合;分析了電池管理系統(tǒng)中的兩個關鍵技術:參數(shù)檢測技術和均衡控制技術,使用了一種適合于大功率鋰電池組的主從式架構的雙向多通道的主動均衡技術方法;設計了基于反激式變換器的主動均衡模塊和電壓及溫度在線檢測模塊,所設計的均衡模塊可以實現(xiàn)單體電池與電池組之間能量的雙向流動,最大均衡電流達到5A,電壓檢測模塊精度2m V。最后,在研制的電池管理系統(tǒng)上進行參數(shù)檢測試驗和均衡試驗,試驗結果表明,本系統(tǒng)均衡效率高可以用在大容量鋰電池組。
【關鍵詞】：鋰電池 電池管理系統(tǒng) 有源平衡 多通道雙向平衡
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 大功率電池發(fā)展概述11-13
• 1.3 電池管理系統(tǒng)概述13-15
• 1.3.1 國外電池管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 國內電池管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 本課題的主要研究內容15-17
• 1.4.1 研究內容15
• 1.4.2 研究目標15-16
• 1.4.3 論文內容安排16-17
• 2 均衡技術研究與分析17-38
• 2.1 參數(shù)檢測方法研究17-25
• 2.1.1 參數(shù)檢測的濾波研究17-18
• 2.1.2 單體電壓檢測研究18-22
• 2.1.3 總電壓檢測22-24
• 2.1.4 溫度檢測24-25
• 2.2 均衡電路研究25-29
• 2.2.1 電阻分流均衡26-27
• 2.2.2 開關電容均衡27-28
• 2.2.3 電感儲能均衡法28
• 2.2.4 多繞組變壓器28-29
• 2.3 多通道主動均衡技術29-31
• 2.3.1 現(xiàn)有均衡電路的缺點29-30
• 2.3.2 新型的主動均衡方式30-31
• 2.4 本系統(tǒng)采用的均衡技術31-36
• 2.4.1 雙向反激式直流變換器的優(yōu)勢31-32
• 2.4.2 雙向反激式直流變換器工作原理32-34
• 2.4.3 本系統(tǒng)采用的均衡方式原理圖34-36
• 2.5 本章小結36-38
• 3 系統(tǒng)硬件設計38-58
• 3.1 系統(tǒng)方案設計38-40
• 3.1.1 應用背景介紹38-39
• 3.1.2 系統(tǒng)硬件結構39-40
• 3.2 均衡模塊電路設計40-55
• 3.2.1 微控制器選型40-42
• 3.2.2 電源電路設計42-44
• 3.2.3 時鐘電路設計44
• 3.2.4 復位電路設計44-45
• 3.2.5 隔離CAN接口45-46
• 3.2.6 隔離RS485接口46-48
• 3.2.7 隔離SPI通信接口48-49
• 3.2.8 繼電器輸出電路設計49
• 3.2.9 光耦輸入電路設計49-50
• 3.2.10 參數(shù)檢測電路設計50-52
• 3.2.11 均衡電路設計52-55
• 3.3 PCB布局55-57
• 3.4 本章小結57-58
• 4 系統(tǒng)軟件設計58-78
• 4.1 軟件功能設計58
• 4.2 開發(fā)環(huán)境介紹58-59
• 4.3 系統(tǒng)軟件設計59-75
• 4.3.1 前后臺軟件介紹59-61
• 4.3.2 軟件總體結構61-62
• 4.3.3 軟件初始化62-63
• 4.3.4 前臺軟件設計63-64
• 4.3.5 后臺軟件設計64-75
• 4.4 上位機設計75-77
• 4.5 本章小結77-78
• 5 測試與驗證78-87
• 5.1 測試條件78-79
• 5.2 驅動波形實驗79-80
• 5.3 參數(shù)檢測試驗80-82
• 5.3.1 電壓檢測實驗80-82
• 5.3.2 溫度檢測試驗82
• 5.4 均衡測試82-86
• 5.4.1 均衡通道電流實驗82-83
• 5.4.2 均衡時間實驗83-86
• 5.4.3 24節(jié)電池擴展均衡實驗86
• 5.5 本章小結86-87
• 6 總結與展望87-88
• 6.1 總結87
• 6.2 展望87-88
• 致謝88-89
• 參考文獻89-92
• 攻讀學位期間發(fā)表的與學位論文內容相關的學術92-93
• 附錄 193-96

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 于文峰;倪華;;水雷用一次鋰電池組的設計方法[J];水雷戰(zhàn)與艦船防護;2008年01期

2 陳淵睿;伍堂順;毛建一;;動力鋰電池組充放電智能管理系統(tǒng)[J];電源技術;2009年08期

3 余能順;徐欣;;基于單片機控制的電動車鋰電池組設計[J];重慶工學院學報(自然科學版);2009年10期

4 劉小平;郭鋒;劉寧一;;一種實現(xiàn)動力鋰電池組充放電管理的主動均衡方案[J];電動自行車;2010年10期

5 黃勤;嚴賀彪;凌睿;;串聯(lián)鋰電池組無損均衡管理方案設計與實現(xiàn)[J];計算機工程;2011年12期

6 王天福;劉強;李志強;;動力鋰電池組充放電智能管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J];電源技術;2011年09期

7 陳道;吳峗;蔣新華;;鋰電池組維護系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J];儀表技術;2012年07期

8 許英杰;孫郅佶;李帆;范賢光;;電動自行車鋰電池組保護電路設計[J];現(xiàn)代電子技術;2012年16期

9 付騰;姚志成;彭建軍;;基于模糊數(shù)學的鋰電池組故障診斷[J];電子設計工程;2012年20期

10 陳立劍;;鋰電池組串聯(lián)均衡系統(tǒng)研究[J];船電技術;2013年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳立;盧雪梅;方明杰;何耀;劉興濤;;電動汽車動力鋰電池組電源管理系統(tǒng)研究[A];第13屆中國系統(tǒng)仿真技術及其應用學術年會論文集[C];2011年

2 劉興濤;何耀;陳立;張陳斌;陳宗海;;動力鋰電池組均衡方法綜述與分析[A];第13屆中國系統(tǒng)仿真技術及其應用學術年會論文集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 記者 姜平;恒瑞新能源首條生產(chǎn)線投產(chǎn)[N];珠海特區(qū)報;2011年

2 江蘇 繆耀東 周菊獲;51.8V/30Ah聚合物鋰電池組在電摩中的應用(一)[N];電子報;2012年

3 江蘇 繆耀東 周荻;51.8V/30Ah聚合物鋰電池組在電摩中的應用(三)[N];電子報;2012年

4 江蘇 廖輝東;51.8V/30Ah聚合物鋰電池組在電摩中的應用(二)[N];電子報;2012年

5 李川;抓住有利時機 開發(fā)環(huán)保精品[N];中國信息報;2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 何耀;動力鋰電池組狀態(tài)估計策略及管理系統(tǒng)技術研究[D];中國科學技術大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 溫明洋;鋰電池組監(jiān)控系統(tǒng)的設計[D];東北大學;2013年

2 張海寧;基于MC9S12單片機的電動汽車鋰電池組監(jiān)控系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

3 陳遠強;動力鋰電池組生產(chǎn)線機械手控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2014年

4 陳渝飛;鋰電池組充電均衡博弈模型及控制策略[D];重慶大學;2015年

5 賈星遠;鋰電池組充電器與BMS的研究與設計[D];南京郵電大學;2016年

6 楊曉冰;適用于低速電動汽車的鋰電池組管理系統(tǒng)研究[D];長安大學;2016年

7 夏承成;航空鋰電池組地面維護系統(tǒng)設計與軟件實現(xiàn)[D];西南科技大學;2016年

8 陳賀;基于能量總線的鋰電池組均衡管理系統(tǒng)設計[D];湖南大學;2016年

9 熊亮;大功率鋰電池組多通道主動均衡技術研究[D];西南科技大學;2016年

10 朱志平;二千萬安時二次鋰電池組封裝項目商業(yè)計劃書[D];華南理工大學;2011年

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