基于雙層均衡技術(shù)電池管理系統(tǒng)的研究.pdf

1、為解決能源危機和環(huán)境污染這兩個世界各國所面臨的共同難題，人們在尋求新能源以及減少資源浪費方面做出了巨大的努力。伴隨著人類社會的不斷發(fā)展，電池也經(jīng)歷了自己獨特的發(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的不斷進步。雖然電池陪伴人類這么多年，但是它也擁有自身所無法克服的不足之處即單體電池電壓和容量根本無法滿足人們對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。但在其使用過程中，工作環(huán)境不同以及電壓不均衡的累積毫無疑問會加劇整個電池組單體電池參數(shù)的不一致。因此在實際應用中必須對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)合的方法來實現(xiàn)單體電池電壓的動態(tài)均衡。本論文采用12個單體鋰電池串聯(lián)為電池組進行實驗驗證，并研究設(shè)計了以單片機GD32F103C8T6為控制芯片的電池管理

3、系統(tǒng)，實時完成整個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等信息。
　　本文所設(shè)計電池管理系統(tǒng)分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，均采用模塊化設(shè)計思想。硬件設(shè)計包括控制模塊、均衡模塊、電壓檢測模塊、溫度檢測模塊、電流檢測模塊、故障報警模塊、通信模塊等；軟件設(shè)計包括均衡系統(tǒng)主程序、電壓檢測子程序、溫度檢測子程序、電流檢測子程序、初始修正子程序、故障報警子程序和接收子程序等。系統(tǒng)在硬件設(shè)計上還采用了抗干擾措施，從而很好保證了BMS在

4、工作過程中的可靠性和穩(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)計了一種基于功率電感的雙向無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行模塊化均衡。通過仿真結(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，延長鋰電池組