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船用大容量锂电池管理系统研究与设计
| 论文题名： | 船用大容量锂电池管理系统研究与设计 |
| 关键词： | 船用储能系统;磷酸铁锂电池;管理系统;硬件设计;软件开发 |
| 摘要： | 相对于传统铅酸蓄电池，磷酸铁锂电池具有无记忆效应、平台电压高、能量密度大、自放电率低和安全性高等众多优点，能很好的满足船用新能源系统的大容量储能需求。随着锂电池技术日趋成熟，价格不断降低，其在船舶推广应用更具优势。但锂电池如果发生过充、过放、温度过高或过低，会影响其性能，严重时会损坏甚至引发安全事故，且为满足船用储能系统容量和电压等级需求，需将单体电池先串联升压，再并联扩容组成高电压、大容量的储能单元，而成组使用的锂电池存在“木桶效应”。为保证船舶锂电池储能系统安全稳定运行，必须配备一套电池管理系统（Battery management system,BMS），中国船级社2014年发布的《太阳能光伏系统及磷酸铁锂电池系统检验指南》亦有明确规定。 本文以船用环境下大容量锂电池储能系统为对象，重点针对SOC估算和系统故障诊断方法展开研究，并完成了一套船用锂电池储能及其管理系统的软硬件设计。主要完成了以下工作： （1）通过测试锂电池在不同放电倍率下的OCV-SOC曲线和可用容量，分析了锂电池的相关特性及不同阶数拟合多项式的拟合精度；结合安时积分法和开路电压法估算SOC值，利用倍率修正系数修正锂电池倍率特性，并在充放电末期引入开路电压法矫正SOC初始值，以提高SOC估算精度； （2）分析船用新能源系统储能装置的需求和特点，参照锂电池储能船用检验指南，完成了船用储能系统的总体结构设计；考虑到采样精度、布置方便及监控的实时性，完成了基于分布式拓扑结构的电池管理系统设计； （3）研究船用锂电池储能系统的故障现象及机理，并依据电池特性制定故障诊断策略及处理方法；为便于船上管理人员维护储能系统，并及时得到陆地技术专家的支持，设计一套基于4G网络和B/S结构的岸端远程无线监视系统； （4）根据整体功能需求，完成船用锂电池储能装置管理系统软硬件设计。实现锂电池储能系统的充放电管理、温度控制、剩余电量估计和安全保护等功能，还具有实时监测和故障在线远程诊断功能。 |
| 作者： | 黄叶茂 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 汤旭晶 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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