AGV小车锂离子电池管理系统研究

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1、硕士学位论文AGV小车锂离子电池管理系统研究作者姓名叶梦涓学科专业电路与系统指导教师余卫宇邓成良所在学院电子与信息学院论文提交日期2018年4月10日Researchonmanagementsystemoflithium-ionbatteryforAGVADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YeMengjuanSupervisor：Prof.YuWeiyuProf.DengChengliangSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,Chi

2、na分类号：TP23学校代号：10561学号：201520108218华南理工大学硕士学位论文AGV小车锂离子电池管理系统研究作者姓名：叶梦涓指导教师姓名、职称：余卫宇副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：电路与系统研究方向：嵌入式论文提交日期：2018年4月10日论文答辩日期：2018年6月4日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：傅予力教授委员：周智恒教授李波副教授向友君副教授余卫宇副教授摘要近年来国内工业机器人市场需求极速增加，AGV（AutomatedGuidedVehicle）小车作为一种搬运机器人也得

3、到了快速发展和广泛应用，发展前景非常可观。电池管理系统是AGV整车系统的重要组成部分，是衔接电池组，车辆管理系统，充电装置三者的纽带，它不仅要为电池组提供安全可靠的使用环境，发挥电池的最优性能，延长电池使用寿命，还要为车辆管理系统提供可靠的电池数据以便做出最佳的充放电决策。AGV通常以锂离子电池作为动力源，因此为了提升AGV小车整体性能对锂离子电池管理系统进行研究十分必要。本文研究了锂离子电池管理系统的各功能模块，从硬件实现和软件设计上进行了分析。为了保证数据采集的准确性，安全性以及实时性，硬件上采用了TI公司的安全微控制器TMS570LS122

4、7。在电池管理系统中对电池荷电状态进行估计以及如何快速有效地对电池进行均衡是两大难点，本文针对这两大问题提出了一些改进。电池荷电状态估计的难点在于电池的充放电过程是个复杂的电化学变化过程，在这个过程中电池荷电状态受到多方面因素的影响。本文用Matlab/simscape建立可变参数电池模型使模型更接近真实情况，使用扩展的卡尔曼滤波算法来估计电池的荷电状态，仿真结果证明估计误差在3%以下，符合要求。在均衡环节采用主动均衡的方式，避免能量损耗。将电池分组，先组间均衡再组内均衡，使得组与组可以同时独立进行均衡从而提高均衡速度，最后实验证明该均衡方法有效

5、，在短时间内能将电池分散度降低到0.6%以下，满足要求。关键字：锂离子电池；电池管理系统；电池模型；荷电状态；主动均衡IAbstractInrecentyears,themarketdemandofdomesticindustrialrobotshasincreasedrapidly,andAGVhasbeendevelopedrapidlyandwidelyusedasatransportrobot,anditsdevelopmentprospectisveryconsiderable.AsanimportantpartoftheAGVvehi

6、clesystem,thebatterymanagementsystemisthelinkthatconnectsthebatterygroup,thevehiclemanagementsystemandthechargingdevice.Itnotonlyprovidesasafeandreliableuseenvironmentforthebatterygroup,playingthebestperformanceofthebattery,prolongingthebatterylife,butalsoprovidesreliablebatt

7、erydataforthevehiclemanagementsysteminordertomakethebestchargeanddischargedecision.AGVusuallyuseslithium-ionbatteryasapowersource.Therefore,inordertoimprovetheperformanceofAGV,itisnecessarytoresearchmanagementsystemoflithium-ionbattery.Inthispaper,thefunctionalmodulesofthebat

8、terymanagementsystemarestudied,andthehardwareimplementationandsoftwa