型锂离子电池组管理系统设计与研究

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1、河北工业大学硕士学位论文动力型锂离子电池组管理系统设计与研究姓名：崔志强申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：李练兵20081201河北工业大学硕士学位论文动力型锂离子电池组管理系统设计与研究摘要随着电动车辆的迅速发展，对电池能源的要求越来越高。作为电动车关键技术之一的电池管理系统（BMS）研究变得越来越重要。锂离子电池以其自身独特的优势成为未来最重要的动力电池之一。本文深入地研究锂离子电池电动汽车的动力电池管理系统，提出了合理的系统设计思想与实现方法。首先，分析锂离子电池的工作特性以及对电池的安全性进行研究，并根据这些特性设计了电池管理系统硬件电

2、路。其中包括状态参数检测、安全保护、显示以及通信等电路。然后，针对串联电池组在使用过程中出现的单体电压不一致现象进行分析研究，设计完成了基于变压器的能量回收型电池组均衡电路，基本实现了消除串联电池组在充放电过程中出现的单体电压不均衡的现象并节省了电池电能。最后，对锂离子电池的剩余容量（SOC）的影响因素及估算方法作了深入研究，并提出了基于开路电压法与安时法相结合，实时跟踪电池直流内阻的方法来估算电池剩余容量(SOC)，并进一步提出了可用剩余电能的概念，使得对电池的可用电能的估算更加合理。本课题的研究在理论和实践中都取得了很大的进展，对于进一步研究电池管理系统具有

3、重要的意义。关键词：锂离子电池；电池管理；安全性；电池组均衡；剩余电量（SOC）i动力型锂离子电池组管理系统设计与研究DESIGNANDSTUDYONPOWERLITHIUM-IONBATTERYMANAGEMENTSYSTEMABSTRACTWiththefastdevelopmentoftheelectricvehicle,therequirementtothebatterytechnologyishigherandhigher.Lithium-ionbatteryhasbeenthemostimportantpowerbatteryofthefutureb

4、ecauseofitsownuniqueadvantages.Sothemanagementofthebatteryworkingstateisalsomoreandmoreimportant.Thepaperhasdeeplystudiedthetractionbatterymanagementsystemoffuelcellelectricalvehiclesandthelogicaldesignthoughtsandrealizedmethodshavebeenputforward.Firstofall,thecharacteristicofthelith

5、ium-ionbatteryandthesecurityofbatteryhavebeenanalyzed.Onthebasisofthese,thehardwarecircuitofbatterymanagementsystemhasbeendesigned,includingthedetectioncircuitparameters,protectioncircuit,communicationcircuit,aswellasdisplaycircuit.Then,thephenomenonofvoltageunbalancedofthebatteriesh

6、asbeenanalyzed.Thebalancedcircuitofenergyrecoverywhichbasedonthetransformerhasalsobeendesigned.Theimbalanceofbatteryinseriesintheprocessofchargeordischargewaseliminatedbasicallyandthepowerofbatterywastosaved.Finally,Ain-depthresearchabouttheimpactoffactorswastakedandtheestimatedmetho

7、dsoftheremainderofthestateofcharge(SOC),andbasedoncombiningthemethodoftheopencircuitvoltageandAh,andusethemethodofreal-timetrackingthebatteryDCresistancetoestimatetheremainingbatterycapacity(SOC),estimatesthatthemethodisrelativelyaccurate,andcanbeusedtofurtherputforwardtheconceptofsu

8、rpluspowerma