锂电池组系统的管理研究与实现

随着近几年来锂电池研制技术的迅猛发展,以其高能量比、环境污染小、性能良好等优势,现已广泛应用于各类电子设备中。将锂电池串联为电池组使用时,其循环寿命和安全性能已成为限制其发展的主要原因,而电池组管理系统可以实时的检测电池组当前运行状态的电压、电流、温度等重要参数,并据此进行判断是否出现过流、过压和过温等异常状态以及是否需要均衡等,因此对电池组系统的管理研究具有十分重要的意义。本文针对锂电池管理系统进行了研究,并分别对系统硬件设计和软件设计两部分逐一阐述。 本文首先对课题背景作了简要介绍,分析了锂电池的工作原理以及影响其充放电的各种因素。然后针对目前的主流的硬件方案进行介绍和对比。在此基础上,结合实际要求选择了管理芯片型方案,并详细描述了各个部分电路的原理及实现功能。 其次介绍了电池组均衡的基本概念和实际意义,详细分析了SOC估计的几种方法,通过对比几类常见的均衡电路选择成本更低、更易于实现的开关控制电阻分流均衡。同时根据对SOC的分析得出均衡开启的区间。 接下来对系统的软件体系的介绍,包括对单片机I/O模拟I2 C端口的处理、芯片各类寄存器的控制、以及具体管理功能的设计方法,给出了部分程序的流程图。最后根据实验结果进行了分析和展望。