【摘 要】
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锂离子电池因其清洁环保、能量密度高、自放电率低等优点在电动汽车领域得到了广泛应用。为保证锂离子电池安全可靠的运行,需要电池管理系统（Battery Manage-ment Systems,BMS）对电池进行行之有效的管理。为设计了一款安全高效的锂离子电池管理系统,本文以锂离子电池作为研究对象做出了以下研究:1.介绍了电池的工作原理与锂离子电池型号的选择,分别对锂离子电池的容量、充放电、电压特性进行
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锂离子电池因其清洁环保、能量密度高、自放电率低等优点在电动汽车领域得到了广泛应用。为保证锂离子电池安全可靠的运行,需要电池管理系统（Battery Manage-ment Systems,BMS）对电池进行行之有效的管理。为设计了一款安全高效的锂离子电池管理系统,本文以锂离子电池作为研究对象做出了以下研究:1.介绍了电池的工作原理与锂离子电池型号的选择,分别对锂离子电池的容量、充放电、电压特性进行测试分析,同时通过静置法获得开路电压（Open Circuit Voltage,OCV）与荷电状态（SOC）的关系曲线。基于锂离子电池工作特性,建立二阶RC电路等效模型并加以改进。2.采用递推最小二乘法（RLS,Recursive least square）对电池模型的参数进行估计并更新电池健康状态（State of Heath,SOH）,然后结合三种卡尔曼滤波算法估算锂离子电池SOC,在比较估算结果之后,最终选择容积卡尔曼滤波（CKF,Cubature Kalman filter）作为SOC估计算法。3.在详细介绍了锂离子电池的不一致性问题和常用的均衡方法后,设计了一种基于非隔离型双向DC/DC变换器的新型的电量均衡拓扑结构,重点研究了该均衡电路的均衡原理后,选择SOC作为均衡变量,并设计了一种主动均衡策略。4.在硬件设计方面,选择微控制器STM32F103作为BMS的主控制器,BQ76930芯片采集电池参数,并按照功能要求设计各部分电路。在软件设计方面,在Keil uVision5开发环境下,编写BMS控制逻辑代码;在Visual Stdio开发环境下设计监控画面。最后,搭建BMS测试平台,设计实验验证系统功能,结果表明平台可以实现数据采样的功能,SOC的估测精度在要求范围内,电池的均衡性能也能满足系统需要。
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