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【干货】一种新型锂电池管理系统的设计与实现

行业资讯 / 2022-02-09 00:24

本文摘要:随着社会的发展,锂电池在生产生活的各个领域应用于十分普遍,电池的应用于与管理变为了各种设备发展中一种十分关键的技术。本文通过对锂电池技术的研究,设计了一种新型的关于锂电池的管理系统,并讲解了构建方法。该锂电池管理系统的设计,实行了分布式的结构设计,内容包括有电量估算,电池电池与静电,单个电池间的平衡等功能本地测量模块,具体分析了构建各个模块的硬件设计。

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随着社会的发展,锂电池在生产生活的各个领域应用于十分普遍,电池的应用于与管理变为了各种设备发展中一种十分关键的技术。本文通过对锂电池技术的研究,设计了一种新型的关于锂电池的管理系统,并讲解了构建方法。该锂电池管理系统的设计,实行了分布式的结构设计,内容包括有电量估算,电池电池与静电,单个电池间的平衡等功能本地测量模块,具体分析了构建各个模块的硬件设计。本世纪初以来,锂电池生产与研究取得了十分大的突破,因其享有的诸多较好优点,如静电电压平稳,自放电亲率较低,工作温度范围长,无记忆效应,储存寿命长,轻巧,体积小等特点,早已慢慢地替换了传统的镍镉蓄电池及铅酸蓄电池,在社会生产和生活的应用领域更加长,变为了目前主流的动力电池。

因为在锂电池内部,其化学反应非常复杂,在人们不断完善电池自身性能的同时,也在对电池的管理技术及用于展开大大的研究,以减少电池使用寿命,提升电池效率,仅次于地充分发挥电池性能。电池管理系统(BatteryManagementSystem,BMS),它牵涉到微电脑技术及检测等技术,实行动态地监控电池单元及电池组的运营状态,需要精确地计算出来电池的剩下电量,对电池实行充放电维护,促成其处在最佳工作状态,减少运营成本,提升使用寿命。

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本文综合了国内外的一些先进设备成果,设计并构建了一种新的锂电池管理系统。本管理系统结构使用模块化、分布式的设计,系统包括2级的控制结构,即本地测量模块与中央处理模块。

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其中,中央处理模块主要的功能为利用RS232模块和上位机实行通信,以CAN总线网络形式展开和本地测量模块相连;本地测量模块主要的功能为数据采集(主要为温度、电流及电压的数据采集),充放电掌控,电量测量,单个电池平衡及利用CAN总线技术与中央处理模块通信等。1管理系统硬件设计方案本文设计的电池管理系统,主要是应用于在电动车及一些水下设备,因此系统设计上要结构合理,技术先进设备,可扩展性强劲;系统的各种参数技术准确度要低。因此,本电池管理系统的设计,要构建以下各种功能:1)动态收集电池信息,包括电池组总电压,单个电池电压,充放电电流及温度等参数;2)测量和表明剩下电量;3)需要获取数据传输模块,已完成和CAN总线部分及上位机的通信;4)嵌入式功能好,系统安全、可信,具备较强的抗干扰性。

电池管理系统框图如图1右图。在图1中需要显现出,本锂电池管理系统包括2级的控制结构,分别是中央处理模块(CentralElectricControlUnit,CECU)、本地测量模块(LocalElectricControlUnit,LECU),中央处理模块和本地测量模块是以CAN总线的形式构建通信相连。本电池管理系统结构如图2右图。在图2中,本地测量模块的主要功能是展开对电池组的电池,构成模块有:数据采集模块(为要为电流,电压,温度等的数据采集),平衡模块,电池模块,电量测量模块等;中央处理模块主要是展开本地测量模块的管理,利用CAN总线通信方式,展开掌控信息的发送到和电池状态信息的接管。

本文仅有对其中几个关键的模块展开讲解。


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