基于ARM的電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著石油能源的短缺和環(huán)境壓力的不斷增大，近年來以鋰電池為動力的混合動力汽車及純電動汽車已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)今汽車工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。電池管理系統(tǒng)作為動力鋰電池組中不可或缺的重要部件，起到保障安全、延長壽命及估算剩余電量等重要作用。其中充放電管理策略、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采樣策略及能量均衡策略是整個(gè)電池管理系統(tǒng)的主要組成部分，同時(shí)作為智能充放電、實(shí)時(shí)監(jiān)控及自動均衡工作的基礎(chǔ)。
　　 本文首先對電池管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及相關(guān)技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行介紹，在此基礎(chǔ)之上

2、詳細(xì)分析了電池組充放電管理、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采樣及能量均衡的具體實(shí)現(xiàn)方案，通過對各種實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行比較總結(jié)得出適用于實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的設(shè)計(jì)方案。然后介紹硬件電路的具體設(shè)計(jì)方法，重點(diǎn)分析電路工作原理及設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該注意問題。最后配合相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)整個(gè)電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能，通過對實(shí)際測試結(jié)果分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本文具體工作主要包括以下幾點(diǎn):
　　 (1)對鋰電池組充放電特性，實(shí)時(shí)電壓、電流和溫度采集方案及能量均衡方案作了詳細(xì)分析，對每一種方案

3、的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較和總結(jié)，最后選擇合適實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的方案。
　　 (2)采用差模測量電路測量鋰電池組各單體電壓值，霍爾電流傳感器測量鋰電池組工作電流，單總線集成式數(shù)字溫度計(jì)測量各單體電池溫度值，以實(shí)現(xiàn)對鋰電池組工作數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。設(shè)計(jì)恒流、恒功及恒壓自動切換的充電管理電路以及放電電流可設(shè)定的恒流放電管理電路。
　　 (3)實(shí)現(xiàn)基于多繞組Flyback變換器和SelectFlyback變換器的兩種均衡電路方案，并對這兩種方案工作

4、原理及硬件電路實(shí)現(xiàn)作了詳細(xì)的分析，比較其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。在基于SelectFlyback變換器均衡電路設(shè)計(jì)中對傳統(tǒng)的固定占空比控制方式進(jìn)行了改進(jìn)，采用峰值電流檢測法控制有利于進(jìn)一步縮短均衡時(shí)間。
　　 (4)系統(tǒng)微控制器采用意法半導(dǎo)體公司的STM32，其具有豐富的外設(shè)及強(qiáng)大的固件庫。采用其內(nèi)部ADC數(shù)據(jù)采集通道采樣鋰電池組數(shù)據(jù)，內(nèi)部定時(shí)器TIM輸出PWM控制信號，CAN總線實(shí)現(xiàn)采樣板與均衡板之間的通信，串口實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)通信。