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锂离子电池组监控系统研究与实现

王煜  
【摘要】:随着社会的发展和科技的进步,锂离子电池越来越受到人们的广泛关注,并且被越来越多应用到各种设备中,如汽车、掌上电脑等。但是串联锂离子电池组的使用寿命和安全性问题却成了制约其进一步发展的主要因素。针对以上这些问题,本文设计了一种对锂离子电池组的监控系统。根据系统的设计要求,首先介绍了本系统所能实现的功能,然后从硬件和软件两方面介绍了系统的设计思路,最后采用模糊控制方法来实现对电池故障的诊断。 本文先对锂离子电池的原理特性及电池管理技术进行了学习研究,并结合本系统的实际应用需求,给出了以MSP430F233单片机为控制核心的设计方案。 然后详细介绍了单片机系统、电池电压、电流、温度的采样、均衡保护以及串口通信等各部分的电路设计。均衡电路的设计采用了能量消耗型的均衡方案,将电压采样电路检测到的各节电池电压值与平均值的比较,判断该节电池是否出现不均衡情况,当某节电池出现不均衡情况,PMOS开关就导通,然后分流电阻就接入到了均衡电路中,将多余的能量消耗掉。 软件设计分为下位机和上位机两部分。先介绍了下位机系统软件的设计思路、模块划分以及各模块的功能和具体的实现算法。然后利用VC++设计了上位机系统软件的界面,并介绍了各界面的具体实现功能。 最后,引入模糊理论,以模糊数学与模糊诊断原理为基础,对电池故障进行诊断。 本系统已经完成了软件和硬件的调试。调试结果表明本系统能够实现设计要求,并满足了应用需求。


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