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船用锂电池组电池管理系统的PCB设计
| 论文题名： | 船用锂电池组电池管理系统的PCB设计 |
| 关键词： | 船用锂电池;电池管理系统;能源供电;电磁兼容性;信号完整性;印制电路板设计 |
| 摘要： | 以新能源构成的供电方式已越来越多地应用到船舶电力系统中，其中锂电池组作为船舶多能源供电系统重要组成部分，其安全可靠运行是保证新能源船舶可靠航行的关键，而锂电池组能否安全可靠运行则取决于锂电池组管理系统(BMS)性能的优劣，然而关于锂电池组电池管理系统的研究，大部分都是针对车载锂电池组，其研究层面也仅限于管理策略电路拓扑的设计等，而对于电路及搭载系统的印制电路板本身的可靠性没有给以足够的重视。因此，本文通过对船用锂电池组工作环境及工作状况的分析，根据其特殊要求设计了合适的系统结构，并在电源电路及通信电路上特别注意了其电磁兼容性能，完成了电池管理系统的主控制模块、电池信息采集模块、电池均衡模块等的具体电路设计。 首先，在系统电路的设计上，主要采用了DSP作为主控制器，保证了系统的运算能力和快速响应能力;电池信息采集模块以及均衡模块采用LTC6804与LTC3300联合运作，实现了对电池组中每一块电池参数的监视及保护。 其次，在完成电路设计后，根据实际需求将系统电路分成主控制板、电池信息采集板、电池能量均衡板三大功能板，根据常规布线布局规则，对板上各信号线的线宽、过孔大小、层叠设置等进行了具体的约束，并完成了各印制电路板(PCB)的绘制。 最后，通过HyperLynx信号完整性仿真软件，以改善电磁兼容性能及提高信号传输质量为目的，对各板上关键信号线上存在的反射、串扰、电磁辐射等问题进行了仿真并改进。 本文主要完成船用锂电池组电池管理系统硬件的实现及其印制电路板的设计，因此并没有涉及到具体的电池管理策略及软件控制方法。接下来将以本设计为实验平台，进行管理策略以及软件方案的实现，并依据实验数据进一步优化设计，直至完成最终产品的研发。 |
| 作者： | 赵战武 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 俞万能;陈丽建 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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