本文關(guān)鍵詞：基于鋰二次電池的航空應(yīng)急電源系統(tǒng)BMS設(shè)計(jì)

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【摘要】：飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)一旦發(fā)生停車事故,必須依靠應(yīng)急電源系統(tǒng)對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行再啟動(dòng)并維持機(jī)上電子設(shè)備正常運(yùn)行,其對于飛機(jī)的安全運(yùn)行十分重要。目前航空應(yīng)急電源系統(tǒng)主要采用鉛酸、鎘鎳等蓄電池提供能量,而鋰離子電池以其比能高、無記憶特性、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn),近年來應(yīng)用廣泛,相比于鉛酸、鎘鎳等蓄電池,其體積、質(zhì)量更小,占用的空間、載重資源少,綜合性能更加優(yōu)秀,已經(jīng)開始應(yīng)用于航空應(yīng)急電源系統(tǒng)。但鋰電池若使用不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致循環(huán)壽命降低甚至引發(fā)安全事故,必須配備電池管理系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)管,其中電池的均衡充電控制以及荷電狀態(tài)(State of Charge,SOC)估計(jì)是電池管理系統(tǒng)的兩大設(shè)計(jì)難點(diǎn)。目前廣泛使用的鋰電池組被動(dòng)均衡充電方式由于僅在充電末期進(jìn)行均衡,均衡電流較大,易產(chǎn)生充電飽和后沒完成均衡的現(xiàn)象而使個(gè)別電池過充,導(dǎo)致電池壽命降低。本文在原充電策略基礎(chǔ)上做出改進(jìn),提出一種在充電初始階段進(jìn)行均衡的方法,根據(jù)電池充電過程中電壓變化率預(yù)先判斷各電池的SOC值大小關(guān)系并進(jìn)行均衡,減小各電池SOC值的差異,從而保證在充電達(dá)到飽和前完成均衡。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,與原方法相比使用該方法后電池均可在充電飽和前完成均衡,驗(yàn)證了方法的有效性。目前常用的基于擴(kuò)展卡爾曼濾波(Extended Kalman Filter,EKF)的鋰電池SOC估計(jì)方法由于建模不準(zhǔn)確而導(dǎo)致估計(jì)結(jié)果誤差較大,嚴(yán)重影響到電池管理系統(tǒng)的性能及整機(jī)系統(tǒng)的控制。針對該問題,本文采用精度較高的Randles模型,并在擬合電池的OCV(開路電壓)-SOC曲線時(shí)通過引入自然指數(shù)函數(shù)并增加多項(xiàng)式階數(shù)等方法提高擬合精度。使用EKF對鋰電池SOC進(jìn)行估計(jì),與理論結(jié)果相比模型改進(jìn)后估計(jì)誤差的標(biāo)準(zhǔn)差比改進(jìn)前下降了 64.43%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明通過改進(jìn)電池模型大大提高了基于EKF方法的鋰電池SOC估計(jì)精度,對于提高電池管理系統(tǒng)以及整機(jī)系統(tǒng)性能具有重要意義。最后對電池管理系統(tǒng)原理樣機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)及研制,樣機(jī)可靠性高,安全性良好,進(jìn)行了環(huán)境應(yīng)力以及振動(dòng)測試,測試結(jié)果滿足航空使用要求,對于鋰電池在航空領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：航空應(yīng)急電源 電池管理系統(tǒng) 均衡充電 SOC估計(jì) 擴(kuò)展卡爾曼濾波
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V242
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題來源10
• 1.2 航空應(yīng)急電源系統(tǒng)的重要意義10
• 1.3 航空應(yīng)急電源系統(tǒng)的組成、發(fā)展及現(xiàn)狀10-11
• 1.4 BMS的重要意義及發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.5 本文的主要工作和組織結(jié)構(gòu)13-16
• 第2章 航空應(yīng)急電源系統(tǒng)16-24
• 2.1 引言16
• 2.2 基于蓄電池的電源系統(tǒng)發(fā)展16-17
• 2.3 鋰電池概述17-20
• 2.3.1 鋰電池特性簡介17-18
• 2.3.2 鋰電池工作原理18-19
• 2.3.3 對鋰電池特性影響的主要因素19-20
• 2.4 基于鋰二次電池的航空應(yīng)急電源系統(tǒng)20-23
• 2.4.1 航空應(yīng)急電源系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)20-22
• 2.4.2 航空應(yīng)急電源系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 基于早期均衡策略的BMS均衡充電控制方法研究24-32
• 3.1 引言24
• 3.2 均衡充電方法發(fā)展現(xiàn)狀24-25
• 3.3 均衡充電控制系統(tǒng)模型25-27
• 3.4 基于早期均衡策略的BMS均衡充電控制方法27-29
• 3.5 實(shí)驗(yàn)29-30
• 3.6 本章小結(jié)30-32
• 第4章 基于EKF的鋰電池組SOC估計(jì)方法32-40
• 4.1 引言32
• 4.2 蓄電池組SOC估計(jì)方法發(fā)展現(xiàn)狀32-33
• 4.3 鋰電池系統(tǒng)建模33-37
• 4.3.1 恒溫恒流條件下鋰電池組模型33-35
• 4.3.2 溫度對鋰電池組模型的影響35-36
• 4.3.3 放電倍率對鋰電池組建模影響36-37
• 4.4 基于EKF的鋰電池組SOC估計(jì)方法37-38
• 4.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證38-39
• 4.6 本章小結(jié)39-40
• 第5章 航空應(yīng)急電源系統(tǒng)BMS軟硬件設(shè)計(jì)40-60
• 5.1 引言40
• 5.2 航空應(yīng)急電源系統(tǒng)BMS硬件設(shè)計(jì)40-50
• 5.2.1 電源模塊41-42
• 5.2.2 采樣模塊42-45
• 5.2.3 通訊模塊45
• 5.2.4 均衡管理模塊45-46
• 5.2.5 限流模塊46-48
• 5.2.6 處理器模塊48
• 5.2.7 加熱模塊48-50
• 5.3 航空應(yīng)急電源系統(tǒng)BMS軟件設(shè)計(jì)50-55
• 5.4 航空應(yīng)急電源系統(tǒng)性能試驗(yàn)55-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第6章 結(jié)論與展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 致謝68

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 溫家鵬;姜久春;張維戈;文鋒;;電池更換模式下電池管理系統(tǒng)的研究[J];高技術(shù)通訊;2010年04期

2 劉文珍;范兵;;電池管理系統(tǒng)專利布局分析[J];中國集成電路;2011年10期

3 劉文珍;金鵬;;電池管理系統(tǒng)故障自診斷的系統(tǒng)研究[J];電氣技術(shù);2012年04期

4 姜久春;;電池管理系統(tǒng)的概況和發(fā)展趨勢[J];新材料產(chǎn)業(yè);2007年08期

5 伍星;王杰;;混合動(dòng)力汽車電池管理系統(tǒng)的分析[J];機(jī)械制造與自動(dòng)化;2008年05期

6 劉保杰;王艷;殷天明;;電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)[J];電氣自動(dòng)化;2010年01期

7 岳仁超;王艷;;電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];低壓電器;2010年11期

8 汪洋;;一種新型鋰電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2010年14期

9 惠鴻忠;;串聯(lián)混合動(dòng)力公交車電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程;2011年03期

10 陳竹;;電池管理系統(tǒng)中基本物理量的采集方法[J];電動(dòng)自行車;2011年11期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 肖秀玲;王貴明;;低成本、高性能電動(dòng)車電池管理系統(tǒng)的研究[A];工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用實(shí)踐——全國（第五屆）煉鋼、連鑄和軋鋼自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

2 張國輝;王金龍;;鎳鋅電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[A];第二十六屆中國（天津）2012IT、網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)、電子、儀器儀表創(chuàng)新學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2012年

3 陶銀鵬;余強(qiáng);朱德祥;;純電動(dòng)汽車分布式電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];第九屆河南省汽車工程技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

4 黃誠剛;尹華軍;;淺析鋰電池、充電機(jī)電池管理系統(tǒng)之間的工作關(guān)系[A];西南汽車信息：2011年上半年合刊[C];2011年

5 肖秀玲;;基于現(xiàn)場總線技術(shù)的輕型電動(dòng)車電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[A];2002中國電動(dòng)汽車研究與開發(fā)[C];2002年

6 胡順璽;;純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的研究[A];2012重慶汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2012年

7 胡順璽;;純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的研究[A];西南汽車信息：2012年上半年合刊[C];2012年

8 傅堯;潘博;鄭百祥;;基于主動(dòng)均衡技術(shù)的電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)[A];第十四屆中國科協(xié)年會(huì)第19分會(huì)場：電動(dòng)汽車充放電技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

9 楊巍;魏學(xué)哲;;先進(jìn)ECU開發(fā)技術(shù)及其應(yīng)用[A];中國汽車工程學(xué)會(huì)汽車電子技術(shù)分會(huì)第七屆（2006）年會(huì)暨學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

10 劉芳;高力;劉陽;;小波去噪方法在動(dòng)力電池管理系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];2013中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2013年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 本報(bào)記者 于丹;發(fā)展新能源汽車 電池管理系統(tǒng)肩負(fù)重任[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2009年

2 記者 賈婧;福田汽車與英飛凌簽訂合作備忘錄[N];科技日報(bào);2011年

3 記者趙文娟;拜特測控公司與丹麥一著名企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手[N];寧波日報(bào);2009年

4 本報(bào)記者 李松戰(zhàn);“努力在發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)中有更大作為”[N];洛陽日報(bào);2010年

5 記者 耿挺;上理教授組團(tuán)承接科技項(xiàng)目[N];上�？萍紙�(bào);2007年

6 北京國之企業(yè)專利應(yīng)急和預(yù)警咨詢服務(wù)中心 于立彪　郝志國 羅嘯;新能源電池管理系統(tǒng)專利態(tài)勢分析[N];中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào);2011年

7 沈睿;讓軌道交通“電力十足”[N];中國航天報(bào);2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張金龍;動(dòng)力電池組SOC估算及均衡控制方法研究[D];天津大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬園;電池管理系統(tǒng)模擬測試平臺(tái)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];大連交通大學(xué);2012年

2 尚鴻;鋰離子電池組管理系統(tǒng)SOC估算方法研究[D];天津理工大學(xué);2015年

3 楊偉;電動(dòng)汽車動(dòng)力電池管理系統(tǒng)SOC估計(jì)的研究[D];燕山大學(xué);2015年

4 簡俊鵬;純電動(dòng)汽車鋰電池管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];江西理工大學(xué);2015年

5 鄭峰;DC-DC變換器在電池管理系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2015年

6 楊濤;大學(xué)生方程式純電動(dòng)賽車鋰電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 何軍;動(dòng)力鋰電池組管理系統(tǒng)SOC估算研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

8 劉謙;適用于AGV的鋰電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西南科技大學(xué);2015年

9 卿平勇;混合動(dòng)力汽車電池管理系統(tǒng)故障診斷與健康管理研究[D];北京理工大學(xué);2015年

10 彭安平;基于飛思卡爾單片機(jī)的電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)[D];電子科技大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：583404