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《华侨大学》 2015年
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便携式备用电源的锂电池管理系统

黄晓艳  
【摘要】:便携式备用电源具有易于携带、应用灵活等优点,可用于野外通信、旅行探险、医疗急救等电力不足的场景。随着锂电池技术的迅猛发展,因其具有高能量比、寿命长等优点,已经逐渐应用于便携式备用电源中。便携式备用电源将多节锂电池串并联获得较高输出电压和功率,但电池之间的初始容量、电压、内阻等参数一致性较差,导致电池组能量利用率低、寿命缩短等问题,甚至可能引发严重的安全事故。本文针对便携式备用电源中锂电池组的管理进行研究与分析,通过对比现有方案与方法,综合考虑电源效率和设计成本,基于Android平台实现了主动均衡锂电池管理系统。本文主要工作如下:(1)系统架构设计,将锂电池组管理系统模块化,采用总线方式实现锂电池组模块的扩展、拆卸,实现多组锂电池组管理。(2)电池组管理系统硬件设计,系统分为BMS主控模块、电池组均衡模块和电池组数据采集处理模块。其中BMS主控模块采用Tiny210作为主控制核心,在Android系统中实现电池组运行参数显示与管理、充放电记录与安全提示;电池组均衡模块采用TI公司BQ78PL116和BQ78PL102作为电池组电量监测芯片实现多节电池监测;电池组数据采集处理模块以STM8S单片机作为处理器,结合电池组参数判断和控制电池组工作状态,并实现BMS主控模块与电池组均衡模块的通信。(3)采用软硬件结合的方法估算SOC值,实现BMS主控模块辅助电池组前端周期性校正SOC估算初始值;均衡策略定制综合考虑了电池组热平衡和均衡速度,将电池组工作状态与最大最小值法、平均值法和改进的平均值法结合,通过电感式主动均衡方法实现电池组均衡。(4)完成锂电池组均衡策略、参数测量、模块之间的通信协议以及通信流程的软件设计。(5)对系统各个模块进行调试,并对整个系统进行测试,验证系统满足需求并能够正常稳定地运行。本文设计的锂电池组管理系统实现了多组锂电池组的集中管理,保证锂电池的使用安全、提高锂电池组的使用寿命,经过测试验证本系统能够安全、方便、高效的运行。
【学位授予单位】:华侨大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM912;TP315

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