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一种基于STM32的锂电池均衡管理系统设计

吴悦铭  
【摘要】:燃油汽车的尾气是空气污染的主要来源之一,对环境的影响是释放出二氧化碳、硫化物,直接造成雾霾、酸雨等环境污染问题,因此,近年来国家加大纯电动汽车的研发力度,用锂电池组代替传统的汽油、柴油等燃料,使能源危机和大气污染问题得以减缓。在纯电动汽车动力电池组的研究中,锂电池的过充过放现象常常出现在串联的锂电池组的充放电过程中。因此有必要对锂电池组进行均衡管理,采取一定的手段,进行电压、电流、温度的监控,防止上述现象的发生,实现对纯电动汽车锂电池组的保护,延长其寿命。本文通过对电池组的几种常见均衡管理方式进行对比、分析、研究,结合其优势,设计了一种基于被动均衡管理方式的锂电池均衡能量管理电路。本系统不仅可以实现对锂电池组能量的监控保护,同时因其控制简单、成本低廉、安全性较高的特点,便于在市场上进行推广和应用。本系统最大的特点是采用了LTC6803-2作为锂电池电压监控管理芯片,将多余的能量通过外围硬件电路释放出去,实现对锂电池单体电压的自动采集和均衡功能,同时实现对温度的监控。本文描述的锂电池均衡管理系统主要以高性能芯片STM32F107VCT6作为主控芯片,以LTC6803-2芯片作为锂电池组的监控芯片,通过CAN通讯和TCP/IP通讯将电池组的电压,电流,温度等信息实时传送至上位机显示,同时下位机负责分析处理数据、制定均衡策略,合理保护锂电池组。依靠基于LTC6803-2芯片的硬件电路进行相关数据的采集,下位机的C语言编程实现相关均衡控制策略等功能,上位机基于C#语言编写,通过Visual Studio 2012的WinForm平台实现整个系统的数据显示,该平台外观简洁、易于操作,可以实时展示系统的电压、电流、温度情况,可以针对电池过充、欠充和温度异常等情况进行报警。使用本文设计的一种基于STM32的锂电池均衡管理系统,对电池的安全性、循环寿命都会产生显著的提高。


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