导　　师： 吴建强

学科专业： H08

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 哈尔滨工业大学

摘　　要： 动力锂离子电池是20世纪开发成功的新型高能电池,相对于镍氢、铅酸以及镍镉电池,在能量、体积、寿命、环保等各方面都具有无可比拟的优势,而且应用领域也日趋扩大,但电池组的成本、安全性能、循环寿命等方面的因素仍然制约着动力锂离子电池的广泛应用。针对这一现状,本文设计了一种动力锂离子电池组的能量管理系统,用于保证电池组工作的安全性和可靠性,实时显示运行状态数据,并最大限度地延长电池组的使用寿命。本文首先对锂离子电池的剩余电量和荷电状态(SOC)进行研究,分析影响电池剩余容量的因素,比较几种估算电池荷电状态的方法,并得出在本系统中采用的SOC估算方法,即以安时计量法结合开路电压法为主,综合考虑对充放电效率、循环寿命、温度等因素的补偿措施的SOC估算方法。结合实际应用需求,确定系统各部分功能的实现方案,提出以PIC18F452为控制核心的系统总体结构。在硬件方面,设计单片机管理系统,包括电池电压、电流、温度的采样,LED显示及功能按键等。在保护电路的设计上,采用精工的单节锂离子电池保护芯片S-8261设计一种低成本、可靠、扩展性好的锂离子电池组保护系统。在均衡管理系统上,采用简单的能耗式均衡方法有效地实现了电池组的充电均衡。在软件方面,采用模块化的程序设计,实现各模块的功能算法,并给出其程序流程图。最后,按照硬件设计完成了电路板制作,并进行了系统软硬件调试。实验结果表明:该管理系统能够保证电池组实际应用中的安全性和可靠性,实现电池组的充电均衡功能,并验证了SOC估算方法的准确性。

关 键 词： 动力锂离子电池组 能量管理系统 保护电路 荷电状态

分 类 号： [TM912]

领　　域： [电气工程]