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基于变倍率均衡充电技术的锂离子电池管理系统研究
| 论文题名： | 基于变倍率均衡充电技术的锂离子电池管理系统研究 |
| 关键词： | 电动汽车;电池管理系统;模块设计;均衡控制策略 |
| 摘要： | 能源短缺和环境污染是当今世界所面临的两大难题。如今，节能和环保已成为世界汽车工业发展的主题，因此开展新能源汽车的研究刻不容缓。电动汽车以具有零排放，低噪音等优点，越来越受到世界各国的关注。电动汽车的动力源于动力电池组，电池组的整体性能和使用寿命关系到电动汽车的性能，作为电动汽车发展的关键技术之一的电池管理系统(BMS)，是电动汽车产业的研究重点。 动力电池组的不一致性会导致电池组性能大幅下降，因此，通过研究降低动力电池组不一致性的方法来提高电池组使用效率和使用寿命具有重要意义。 本文首先介绍了国内外电动汽车电池管理系统研究的发展现状和均衡充电技术的研究现状，紧接着介绍了锂离子电池的工作原理、基本参数、充放电特性以及锂离子电池的几种充电方法，然后分析了动力锂离子电池组的不一致性及其危害，并提出一种变倍率均衡充电方案，基于该方案设计了电池管理系统的均衡控制策略，该均衡控制策略为:在充电过程中，除了使用主恒流对锂离子电池进行充电以外，还使用辅助充电电流对电池组中电压最低的单体电池进行均衡充电，通过该充电方法能够有效减小串联锂离子电池组中各单体电池之间的不一致性。 在此基础上，文章系统性地介绍了动力锂离子电池管理系统中的各个子模块的硬件设计，包括电池管理模块设计、电池信息采集模块设计、均衡控制模块设计、主恒流充电模块设计、均衡充电模块设计以及人机界面设计。然后再对系统的软件设计进行了介绍，包括软件系统总体设计、电池组信息采集模块软件设计、液晶显示模块软件设计、采集参数处理模块软件设计、均衡控制模块软件设计以及软件可靠性分析。 最后，制作出了该电池管理系统样机，并对某型号8串动力锂离子电池组进行充电实验。实验表明了基于本文提出的变倍率均衡充电方案的电池管理系统能够很有效地执行充电并减小串联锂离子电池组中各单体电池之间的不一致性。 |
| 作者： | 梁恺 |
| 专业： | 精密仪器及机械 |
| 导师： | 陈文芗 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 厦门大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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