基于雙層均衡技術(shù)電池管理系統(tǒng)的研究.pdf

1、為解決能源危機(jī)和環(huán)境污染這兩個(gè)世界各國(guó)所面臨的共同難題，人們?cè)趯で笮履茉匆约皽p少資源浪費(fèi)方面做出了巨大的努力。伴隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，電池也經(jīng)歷了自己獨(dú)特的發(fā)展軌跡，從最初的鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池、鎳氫蓄電池再到現(xiàn)在的鋰電池，每一次電池的不斷發(fā)展都伴隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步。雖然電池陪伴人類這么多年，但是它也擁有自身所無(wú)法克服的不足之處即單體電池電壓和容量根本無(wú)法滿足人們對(duì)于電池工作性能的需求，因此需要將其串聯(lián)為電池組從而可以提供更多能

2、量供給人們使用。但在其使用過(guò)程中，工作環(huán)境不同以及電壓不均衡的累積毫無(wú)疑問會(huì)加劇整個(gè)電池組單體電池參數(shù)的不一致。因此在實(shí)際應(yīng)用中必須對(duì)電池組采取均衡措施。
　　首先研究了鋰電池充放電原理以及主要工作特性，介紹了幾種有代表性的均衡方法，釆用雙向Buck-Boost電路與飛渡電容相結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)單體電池電壓的動(dòng)態(tài)均衡。本論文采用12個(gè)單體鋰電池串聯(lián)為電池組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并研究設(shè)計(jì)了以單片機(jī)GD32F103C8T6為控制芯片的電池管理

3、系統(tǒng)，實(shí)時(shí)完成整個(gè)電池組單體電壓和總電壓、電池組溫度、電池充放電電流檢測(cè)等信息。
　　本文所設(shè)計(jì)電池管理系統(tǒng)分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，均采用模塊化設(shè)計(jì)思想。硬件設(shè)計(jì)包括控制模塊、均衡模塊、電壓檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊、故障報(bào)警模塊、通信模塊等；軟件設(shè)計(jì)包括均衡系統(tǒng)主程序、電壓檢測(cè)子程序、溫度檢測(cè)子程序、電流檢測(cè)子程序、初始修正子程序、故障報(bào)警子程序和接收子程序等。系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上還采用了抗干擾措施，從而很好保證了BMS在

4、工作過(guò)程中的可靠性和穩(wěn)定性。
　　為改善鋰電池組單體電池間電壓不匹配而導(dǎo)致的放電能力減弱和使用壽命縮短的固有缺陷，本文設(shè)計(jì)了一種基于功率電感的雙向無(wú)損控制電路的均衡方案，該方案采用雙向Buck-Boost電路以及飛渡電容均衡電路將電池組進(jìn)行模塊化均衡。通過(guò)仿真結(jié)果表明，其容量效率ηC和能量效率ηE分別從均衡前的53.356％、58.692%提升到了59.582%、67.463%，從而可以有效起到均衡電池組間能量的目的，延長(zhǎng)鋰電池組