AGV電池能量管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、自動導(dǎo)引車（Automated Guided Vehicle, AGV）是一種以電池為動力源，具有自動導(dǎo)引系統(tǒng)的無人駕駛運(yùn)輸車。AGV以安全、靈活、高效、可靠等特點，廣泛應(yīng)用于柔性加工系統(tǒng)、柔性裝配系統(tǒng)、自動化立體倉庫以及郵局、港口碼頭、食品、化工、煙草行業(yè)的物流系統(tǒng)和其他危險場所。電池管理系統(tǒng) BMS（Battery Management System, BMS）是 AGV的關(guān)鍵系統(tǒng)之一，對 AGV安全、可靠、穩(wěn)定地工作起著至關(guān)的作用

2、。
　　鋰電池憑借其優(yōu)良的性能，逐漸取代傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池和鎳氫電池，被廣泛應(yīng)用于 AGV中，雖然電池能量管理系統(tǒng)在電動汽車、筆記本、相機(jī)等其他系統(tǒng)上已有大量的研究和應(yīng)用，但是電池技術(shù)和材料的優(yōu)化不可能解決鋰電池使用過程中的所有問題，同時，由于 AGV自身工作特點，電池管理系統(tǒng)中電池的充放電管理、電池荷電狀態(tài)（State of Charge, SOC）估算、熱管理、均衡控制策略等有其自生的特點，需要進(jìn)行專門研究，以保證 AGV系統(tǒng)安

3、全高效的運(yùn)行。本文即是根據(jù) AGV的特點，對AGV電池能量管理系統(tǒng)展開了研究與設(shè)計，其主要研究內(nèi)容包括：
　?。?）對 AGV電池能量管理系統(tǒng)的功能需求與技術(shù)方案進(jìn)行了分析論證。通過對常用鋰電池的特性分析，確定電池組中鋰電池的類型；對串聯(lián)使用的單體電池電壓的多種檢測方法進(jìn)行對比，確定了 AGV電池能量管理系統(tǒng)中單體電壓的檢測方法；通過對常規(guī)電池均衡方法的梳理、比較，選擇了合適的均衡方法；分析了常見的 SOC估算方法，并比較其優(yōu)缺點

4、，為后續(xù)電池組SOC估算提供借鑒。
　?。?）對電池組配置進(jìn)行了研究。分析了電池不同連接方式對電池組性能的影響，確定先并聯(lián)后串聯(lián)的可靠性高于先串聯(lián)后并聯(lián)的可靠性；運(yùn)用 SPSS中的因子分析和系統(tǒng)聚類功能，對單體電池進(jìn)行了主因子分選和總因子分選，并與傳統(tǒng)分選方法進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明因子分選法在提高電池組一致性方面具有較好的效果。
　?。?）對電池組的 SOC估算進(jìn)行了研究。建立基于開路電壓法和安時積分法的SOC估算模型，并引

5、入溫度、放電倍率和循環(huán)壽命的修正參數(shù)，通過實驗方法標(biāo)定得到 SOC估算模型中的各參數(shù)具體值。借助 MATLAB/Simulink平臺開展了模型仿真并進(jìn)行了實驗驗證，結(jié)果表明SOC估算誤差在±5%以內(nèi)。
　?。?）對 AGV電池能量管理系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計。采用模塊化設(shè)計，將整個硬件系統(tǒng)劃分為主控模塊、電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊、保護(hù)模塊、均衡模塊和存儲模塊，并對各模塊進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計。引入 UCOSII操作系統(tǒng)，對下位