基于AD7280A的中型锂离子电池组管理系统研究
| 摘要 | 第6-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第13-22页 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 | 第13-14页 |
| 1.2 国内外研究概况 | 第14-19页 |
| 1.2.1 BMS研究概况 | 第14-17页 |
| 1.2.2 中型锂电池组管理系统研究概况 | 第17-18页 |
| 1.2.3 BMS关键技术研究概况 | 第18-19页 |
| 1.3 论文的主要研究内容 | 第19-22页 |
| 第二章 锂电池原理及特性 | 第22-40页 |
| 2.1 锂电池的工作原理 | 第22-25页 |
| 2.1.1 锂电池发展历程 | 第22-23页 |
| 2.1.2 锂离子电池结构和充放电原理 | 第23-24页 |
| 2.1.3 锂离子电池正负极材料 | 第24-25页 |
| 2.2 锂电池性能分析 | 第25-27页 |
| 2.3 锂离子电池主要应用领域 | 第27-30页 |
| 2.3.1 便携式产品方面的应用 | 第27-28页 |
| 2.3.2 储能方面的应用 | 第28页 |
| 2.3.3 航天及军工方面的应用 | 第28页 |
| 2.3.4 电动自行车方面的应用 | 第28-29页 |
| 2.3.5 电动汽车的应用 | 第29-30页 |
| 2.4 锂电池的主要技术参数 | 第30-31页 |
| 2.4.1 电压 | 第30页 |
| 2.4.2 容量 | 第30页 |
| 2.4.3 荷电状态（SOC） | 第30-31页 |
| 2.4.4 OCV-SOC曲线 | 第31页 |
| 2.5 锂离子电池性能影响的主要因素 | 第31-33页 |
| 2.5.1 温度 | 第31-32页 |
| 2.5.2 电压 | 第32页 |
| 2.5.3 电流 | 第32-33页 |
| 2.6 锂电池的充放电特性 | 第33-35页 |
| 2.7 锂电池的充电方式 | 第35-37页 |
| 2.8 锂离子电池模型 | 第37-40页 |
| 2.8.1 理想模型 | 第37页 |
| 2.8.2 线性模型 | 第37-38页 |
| 2.8.3 Thevenin模型 | 第38页 |
| 2.8.4 四阶动态模型 | 第38-40页 |
| 第三章 锂离子电池SOC估算 | 第40-53页 |
| 3.1 锂离子电池SOC影响因素 | 第40-41页 |
| 3.2 锂离子电池SOC估算的意义 | 第41页 |
| 3.3 锂离子电池SOC估算方法 | 第41-45页 |
| 3.3.1 放电法 | 第42页 |
| 3.3.2 安时积分法 | 第42页 |
| 3.3.3 开路电压法（OCV） | 第42-43页 |
| 3.3.4 零负载电压 | 第43页 |
| 3.3.5 神经网络法 | 第43-44页 |
| 3.3.6 扩展卡尔曼滤波法（EKF） | 第44-45页 |
| 3.4 基于EKF-Ah-OCV的SOC估算算法 | 第45-53页 |
| 3.4.1 扩展卡尔曼滤波器原理 | 第45-48页 |
| 3.4.2 基于EKF的SOC算法原理 | 第48-49页 |
| 3.4.3 改进的安时法估算SOC | 第49-50页 |
| 3.4.4 OCV-SOC曲线估算SOC | 第50-51页 |
| 3.4.5 EKF-Ah-OCV算法设计 | 第51-53页 |
| 第四章 串联锂离子电池组均衡管理 | 第53-68页 |
| 4.1 锂离子电池串联成组 | 第53-54页 |
| 4.2 锂离子电池组不一致性分析 | 第54-55页 |
| 4.3 锂离子电池组不一致性产生的原因 | 第55页 |
| 4.3.1 电池自放电 | 第55页 |
| 4.3.2 电池容量退化 | 第55页 |
| 4.3.3 库仑效率 | 第55页 |
| 4.4 不一致性对锂离子电池组性能的影响 | 第55-58页 |
| 4.4.1 对电池的电动势和内阻的影响 | 第56-57页 |
| 4.4.2 对电池的容量的影响 | 第57-58页 |
| 4.5 锂离子电池组均衡方法 | 第58-61页 |
| 4.5.1 能耗均衡方法 | 第58页 |
| 4.5.2 无能耗的均衡方法 | 第58-61页 |
| 4.6 电池组自动均衡设计 | 第61-68页 |
| 4.6.1 旁路电阻均衡法均衡原理分析 | 第61-63页 |
| 4.6.2 降流均衡法均衡原理分析 | 第63-65页 |
| 4.6.3 基于AD7280A自动均衡设计 | 第65-68页 |
| 第五章 中型锂离子电池组管理系统设计 | 第68-93页 |
| 5.1 BMS基本功能 | 第68-70页 |
| 5.2 锂离子电池组管理系统方案 | 第70-72页 |
| 5.2.1 IC（集成电路）控制 | 第70页 |
| 5.2.2 基于分立式器件的MCU控制 | 第70页 |
| 5.2.3 BMS硬件系统设计 | 第70-72页 |
| 5.3 锂离子电池监控芯片AD7280A | 第72-73页 |
| 5.4 系统主控芯片STM32 | 第73-75页 |
| 5.5 BMS核心原理图设计及分析 | 第75-85页 |
| 5.5.1 AD7280A模拟前端采集原理 | 第75-78页 |
| 5.5.2 AD7280A菊花链和SPI通信 | 第78-80页 |
| 5.5.3 主控MCU | 第80-81页 |
| 5.5.4 电池组电压检测和电流检测 | 第81-83页 |
| 5.5.5 系统对外通信接口设计 | 第83-84页 |
| 5.5.6 充放电控制模块 | 第84-85页 |
| 5.6 实验平台PCB版图和实物 | 第85-86页 |
| 5.7 充电器 | 第86-87页 |
| 5.8 BMS软件系统设计 | 第87-92页 |
| 5.8.1 BMS系统及初始化流程 | 第88-89页 |
| 5.8.2 热管理流程 | 第89-90页 |
| 5.8.3 均衡控制流程 | 第90-91页 |
| 5.8.4 SOC估算流程 | 第91-92页 |
| 5.9 基于LABVIEW的上位机设计 | 第92-93页 |
| 第六章 实验 | 第93-98页 |
| 6.1 充电均衡实验 | 第93-94页 |
| 6.2 放电实验 | 第94-96页 |
| 6.3 充电实验 | 第96-98页 |
| 第七章 总结与展望 | 第98-101页 |
| 7.1 总结 | 第98-99页 |
| 7.2 展望 | 第99-101页 |
| 参考文献 | 第101-107页 |
| 作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文 | 第107-108页 |
| 作者在攻读硕士学位期间所作的项目 | 第108-109页 |
| 致谢 | 第109页 |
