本文關(guān)鍵詞：鋰離子電池組管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： MC9S12XS128微處理器 鋰離子電池組 均衡管理 充電管理 溫度管理

【摘要】：自20世紀(jì)末以來(lái),鋰離子電池越來(lái)越受到人們的青睞,并被廣泛應(yīng)用到各種電氣設(shè)備中,如備用電源、手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)汽車(chē)以及航空設(shè)備等。由于單節(jié)鋰離子電池電壓低,一般在實(shí)際使用過(guò)程中都采用多節(jié)電池串聯(lián)構(gòu)成電池組。然而串聯(lián)鋰離子電池組在過(guò)熱、過(guò)壓以及欠壓等條件下會(huì)導(dǎo)致電池組使用壽命縮短,甚至?xí)l(fā)起火、爆炸等安全問(wèn)題,這就需要配置鋰離子電池組管理系統(tǒng)對(duì)電池組進(jìn)行管理。因此,鋰離子電池組管理系統(tǒng)成為了解決電池組使用壽命與安全問(wèn)題的關(guān)鍵設(shè)備,對(duì)保證電池組的安全使用和延長(zhǎng)電池組的使用壽命起著至關(guān)重要的作用。首先,本文分析了鋰離子電池組的工作特性及其管理技術(shù),在此基礎(chǔ)上總結(jié)了鋰離子電池組管理系統(tǒng)的實(shí)際功能需求,包括均衡管理、充電管理、溫度管理、電池組容量估算以及串口通信等方面。采用能量耗散型均衡策略解決鋰離子電池組充放電不一致性問(wèn)題；采用間歇式電流充電模式對(duì)鋰離子電池組充電；采用開(kāi)路電壓法與安時(shí)積分法相結(jié)合的方式估算電池組剩余容量；運(yùn)用RS-485串口通信與其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。其次,論文系統(tǒng)地論述了鋰離子電池組管理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。按照鋰離子電池組管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,著重設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬件電路,包括數(shù)據(jù)采集單元、均衡控制單元、溫度控制單元、串口通信單元以及故障檢測(cè)單元等；詳細(xì)分析了鋰離子電池組管理系統(tǒng)的軟件功能需求,結(jié)合模塊化軟件設(shè)計(jì)思路,詳細(xì)闡述了數(shù)據(jù)采集、充電控制、均衡控制、溫度控制、容量計(jì)算以及串口通信等功能模塊的軟件設(shè)計(jì)流程,并對(duì)各功能模塊進(jìn)行了軟件編碼。最后,結(jié)合上位機(jī)監(jiān)控界面對(duì)鋰離子電池組管理系統(tǒng)軟硬件進(jìn)行了調(diào)試,調(diào)試結(jié)果表明鋰離子電池組管理系統(tǒng)能夠安全可靠運(yùn)行,并且滿(mǎn)足電池組管理要求。
【關(guān)鍵詞】：MC9S12XS128微處理器 鋰離子電池組 均衡管理 充電管理 溫度管理
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP311.52
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 選題背景與意義10
• 1.2 電池組管理系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)10-13
• 1.2.1 電池組管理系統(tǒng)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 電池組管理系統(tǒng)國(guó)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 電池組管理系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)12-13
• 1.3 研究?jī)?nèi)容論文組織形式13-14
• 第二章 電池組管理系統(tǒng)概述14-22
• 2.1 電池組管理概述14
• 2.1.1 電池組結(jié)構(gòu)14
• 2.1.2 電池組管理需求14
• 2.2 電池組充電管理14-16
• 2.3 電池組均衡管理16-19
• 2.3.1 非能耗型均衡策略16-18
• 2.3.2 能耗型均衡策略18-19
• 2.4 電池組溫度管理19
• 2.5 電池組剩余容量計(jì)算19-20
• 2.6 系統(tǒng)可靠性措施20-21
• 本章小結(jié)21-22
• 第三章 電池組管理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)22-37
• 3.1 系統(tǒng)的功能要求與總體設(shè)計(jì)22-23
• 3.1.1 系統(tǒng)的功能要求22
• 3.1.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)22-23
• 3.2 主控制器23-25
• 3.2.1 主控制器的選擇23
• 3.2.2 MC9S12XS128微處理器概述23-24
• 3.2.3 MC9S12XS128微處理器最小系統(tǒng)24-25
• 3.3 電源電路25-26
• 3.4 數(shù)據(jù)采集電路26-28
• 3.4.1 溫度采集電路26-27
• 3.4.2 電流采集電路27
• 3.4.3 電壓采集電路27-28
• 3.5 均衡控制電路28-30
• 3.6 溫度控制電路30
• 3.7 串口通信電路與BDM接口電路30-32
• 3.7.1 串行通信電路31
• 3.7.2 BDM接口電路31-32
• 3.8 故障檢測(cè)電路32-35
• 3.9 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路35-36
• 3.10 狀態(tài)指示電路36
• 本章小結(jié)36-37
• 第四章 電池組管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)37-62
• 4.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境37-38
• 4.2 軟件總體設(shè)計(jì)38-41
• 4.2.1 軟件工作狀態(tài)38-40
• 4.2.2 系統(tǒng)主程序40-41
• 4.3 系統(tǒng)初始化41
• 4.4 數(shù)據(jù)采集功能41-44
• 4.5 綜合處理功能44-46
• 4.5.1 故障處理44-45
• 4.5.2 溫度處理45-46
• 4.6 充電控制功能46-48
• 4.7 均衡控制功能48-53
• 4.8 溫度控制功能53-54
• 4.9 參數(shù)計(jì)算功能54-57
• 4.9.1 初始容量計(jì)算54-55
• 4.9.2 實(shí)時(shí)容量計(jì)算55-57
• 4.10 串口通信功能57-59
• 4.11 狀態(tài)指示功能59-60
• 4.12 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序60-61
• 本章小結(jié)61-62
• 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試62-68
• 5.1 系統(tǒng)調(diào)試62
• 5.2 硬件調(diào)試62-64
• 5.2.1 硬件靜態(tài)測(cè)試62-63
• 5.2.2 數(shù)據(jù)采集通道測(cè)試63-64
• 5.3 功能測(cè)試64-67
• 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 附錄73-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77

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本文編號(hào)：840395