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电动单轨吊动力锂电池组智能管理系统的研究

作 者: 赵平强
导 师: 徐克宝
学 校: 山东科技大学
专 业: 测试计量技术及仪器
关键词: LiFePO4 智能均衡 高效反激变换 CC250O SOC估算
分类号: TM912
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 92次
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内容摘要


随着科技的发展和人类对清洁能源的需求,大容量动力锂电池LiFePO4已逐渐被广泛的应用在交通、现代矿业等领域,电池组的循环使用效率及安全性等问题则成为制约大规模应用的主要因素。因此,研究并设计一套优秀的电池管理系统可以很好的促进大容量动力锂电池的应用,并具有十分重要的技术价值和应用前景。本文针对电动单轨吊车动力锂离子电池组管理技术进行了研究,重点对电池组状态监控、电池均衡控制系统和电池能量估算等方面做了详细的分析和设计。电池管理系统通过实时监测电池组工作过程中的电压、电流及工作温度,避免出现过压、过流及过温等故障,保障其使用效率和安全性;针对电池组充电过程中的差异性,本文设计了以反激变换为核心的DC-DC高效能量转移系统,实现了充电过程中能量的智能均衡,避免了传统方法带来的热量管理等问题;此外,本文对串联电池组能量SOC估算作了一定的分析研究,为电池组的合理使用提供了依据;最后,利用无线收发芯片CC2500构建了无线通信模块,实现了电池管理系统与充电机及上位机的无线通信。本文重点介绍了系统的设计方案以及主要功能模块的硬件电路和软件设计,并采用了硬件和软件抗干扰措施,提高了系统的可靠性。研究设计一种高性能的大容量动力锂电池智能管理系统将在很大程度上促进大容量动力锂电池在交通运输业及矿业等领域中的广泛应用,具有广阔的发展潜力和应用前景。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-14
  1.1 课题的提出  11-12
  1.2 论文体系及框架结构  12-14
2 电动单轨吊电池管理系统综述  14-32
  2.1 电动单轨吊  14-15
  2.2 动力锂离子电池简介  15-17
  2.3 国内外研究现状  17-19
  2.4 电池管理系统的功能  19-20
  2.5 电池组均衡策略分析  20-22
  2.6 电池组电量SOC估算  22-26
  2.7 系统总体方案设计  26-31
  2.8 本章小结  31-32
3 主机设计  32-46
  3.1 主控制器  32-33
  3.2 电池组电压/电流检测电路  33-36
  3.3 人机接口电路设计  36-38
  3.4 时钟模块设计  38-39
  3.5 数据存储模块设计  39-41
  3.6 通信模块设计  41-44
  3.7 保护电路设计  44-45
  3.8 电源模块设计  45
  3.9 本章小结  45-46
4 分机设计  46-63
  4.1 单体电池电压检测模块设计  46-49
  4.2 温度检测模块设计  49-50
  4.3 均衡模块设计  50-60
  4.4 通信模块设计  60-62
  4.5 本章小结  62-63
5 系统软件设计  63-77
  5.1 整体软件设计构思  63-64
  5.2 软件流程图  64-68
  5.3 电量估算算法  68-70
  5.4 无线通信软件设计  70-74
  5.5 系统稳定性研究  74-76
  5.6 本章小结  76-77
6 测试结果分析  77-78
7 总结和展望  78-79
致谢  79-80
参考文献  80-83
攻读硕士期间主要成果  83-84
附录 系统原理图  84-85

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术(直接发电) > 蓄电池
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