當(dāng)今社會能源枯竭、大氣污染、全球溫度上升都離不開以石油為主體的化石能源危機(jī)問題,鋰離子電池作為綠色無污染的新能源能做到反復(fù)充電使用,符合我國新能源開發(fā)與利用的可持續(xù)發(fā)展觀。基于鋰離子電池組內(nèi)單體電池不一致的特性,需要電池監(jiān)控管理系統(tǒng)BMS（Battery Management System）對其在充放電時(shí)進(jìn)行有效的監(jiān)控。相比于國外,國內(nèi)的BMS技術(shù)水平良莠不齊,電池組使用壽命和續(xù)航等關(guān)鍵信息的可靠性和精確性方面都存在一定差異,降低電池使用效率、縮短使用時(shí)間,不能充分發(fā)揮電池最佳性能。本文針對鋰離子電池在小型電動車領(lǐng)域中的應(yīng)用,搭建了以主控制器STM32F103RCT6和電源管理芯片bq76940為主的新能源鋰離子電池監(jiān)控管理系統(tǒng)。論文以4節(jié)電池并聯(lián)為一串,13串串聯(lián)共52節(jié)的標(biāo)稱48V的鋰電池為主要管理對象,提出了鋰離子電池監(jiān)控管理系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案與SOC估算方法,完成了鋰離子電池監(jiān)控管理系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)。管理平臺硬件以主控制器STM32F103RCT6為核心,分別通過InC和串口與電源管理芯片bq76940和PC上位機(jī)進(jìn)行通訊;以電源管理芯片bq76940為主體完成了充放電均衡電路、... 

【文章來源】：長沙理工大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１鋰電池監(jiān)控管理方案框圖??

碩士學(xué)位論文??該鋰離子電池監(jiān)控管理系統(tǒng)不僅應(yīng)該具有數(shù)據(jù)采集易操作的功能，還應(yīng)該與用戶界??面進(jìn)行通信，通過上位機(jī)顯示具體參數(shù)指標(biāo)，來進(jìn)行監(jiān)控，并進(jìn)行良好的管理。??２．２電池管理連接設(shè)計(jì)??圖２．１中電池組由４節(jié)電池并聯(lián)為一串，１３串串聯(lián)共５２節(jié)的鋰電池構(gòu)成，標(biāo)稱電壓??４８Ｖ。電池管理模塊包含了充放電均衡保護(hù)電路、溫度電流及電壓數(shù)據(jù)采集電路、過流??短路保護(hù)電路等功能。電池組管理連接示意圖如圖２．２所示。????充電????電池４?電池８?電池１２?電池５２??＼?￣￣?＾＾?￣￣??ＩＩＩ?Ｉ??Ｔ?１?�。�?丁１?＿￣１一＿?１?￣Ｉ??Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??電池１?電池５?電池９?電池４９??｜?電池串１?｜?電池串２?｜?電池串３?｜?電池串１３??均衡采樣電路???＾???庫倫計(jì)??????放電????圖２．２電池組管理連接示意圖??電池單純并聯(lián)不能夠擴(kuò)大電池組的最大電壓容量，直接將電池串聯(lián)在充放電時(shí)，由??于每節(jié)電池的不一致性，使得每節(jié)鋰離子電池的電壓不穩(wěn)定，在前一節(jié)電池滿充時(shí)，后??節(jié)電池電壓出現(xiàn)過低或過高的情況，電池充放電循環(huán)次數(shù)的增加將破壞電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)，??使得電池的不均衡情況越來越嚴(yán)重，直接縮短電池可以使用的時(shí)間，而且如果串聯(lián)的某??節(jié)電池出現(xiàn)問題時(shí)，則導(dǎo)致電池組的崩潰。因此根據(jù)電動車的實(shí)際應(yīng)用采用串并混合方??式，４節(jié)鋰離子電池并聯(lián)組成一串，共１３串，每串串聯(lián)連接，這樣構(gòu)成的鋰離子電池組??既能夠增加電池電壓又能增加其容量，還能夠在并聯(lián)的某節(jié)電池出現(xiàn)意外后只要并聯(lián)的??其它電池沒有全部損壞，電池組都是能夠正常使用的

問題進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)??計(jì)。??３．１電池監(jiān)控系統(tǒng)主控芯片選型??對于鋰離子電池監(jiān)控關(guān)系系統(tǒng)來說，一個(gè)穩(wěn)定高效的系統(tǒng)中主控制器是最為關(guān)鍵的??部分，對于系統(tǒng)來說相當(dāng)于人體的大腦，本文采用的是意法半導(dǎo)體公司非常受歡迎的??ＳＴＭ３２系列的ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６這款芯片，具有功耗低、體積孝運(yùn)算能力強(qiáng)等特點(diǎn)。??此芯片主要有電源電路、電流檢測輸入、溫度檢測輸入、多路模擬開關(guān)控制信號輸出、??充放電控制信號輸出、復(fù)位電路、外部震蕩電路等等［３７，３８］。鋰離子電池監(jiān)控系統(tǒng)主控制??圖如圖３．１所示。??ＶＣＣ３．３??ＢＯＯＴ?????１?２????Ｒｌ＿?Ｒ２??ａ〇ＱＩｆｌ｜?１??３?４??ｆ—｜?ＢＱＱＴｌ??１０Ｋ???Ｓ?６????Ｈｅａｄｅｒ?３Ｘ２??ＶＱ３－３??品６?：ＳＥＴ?了?ｉＣＤＣＳｒ＾????ＵＬＬ?＾ｉ４／ＳＳ２?Ｐ８９／Ｔ．Ｍ．?ＣＨ４／ＳＤ．〇Ｖ？５－＾＿ＰＢ３?．ｔｆＰ?Ｐ９?６??＾???一．十?＾／ｏｓａ２?ＰＢ８＿：＿Ｄ＾：ｌ??＋Ｃ３?＋?宕?ｒＣｚＬ?＾?ＪｏｖＳｒａＯＴ?ＰＢ７／．２Ｃ１?ＳＤＡＡＩＭ４?ＣＨ２?－５２￣￣即．息以?９??＿?２２?ｐｏｉ／＾ｃｏｕｔ?ＰＢ６／ｉ２ｄ：ｓａ／ｒｉＭｎ：ＣＨｉ?＿咖．皿．ＤＳ?１０??＾｜［３（４?￣＾?ＰＣＯ／ＡＤａ〇?ＰＢ５／Ｉ２Ｃ１?ＳＭＢＡ／ＳＰＢ?ＭＣＳＩ／Ｉ２Ｓ３?ＳＤ??Ｐｆｌ５?ＬＬＤ?Ｄ５?—?１１??－?ＰＢ４／ＪＮＴ－ＲＳＷ丨３?闘?４＿ＰＭ＿．Ｕ：Ｄ?Ｄ４?ｍｓｒ?ｕ??Ｔ－”?￣Ｔ￣７？Ｉ?１?￣０

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3432014