通信用磷酸鐵鋰電池組電池管理系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著第4代移動通信技術(shù)(4G)的大規(guī)模普及，當(dāng)前通信設(shè)備正在逐步向小型化，分布式的方向發(fā)展，末端設(shè)備的功耗越來越小，客觀上需要配置體積更小，重量更輕的后備電池。新型化學(xué)電源-通信用磷酸鐵鋰電池組以其比能量高，高溫性能突出，占據(jù)空間小，循環(huán)性能優(yōu)異，可快速充、放電，綠色環(huán)保等突出特點，成為4G通信基站的首選。但是磷酸鐵鋰電池也存在著許多無法克服的缺點，如不能在低溫下充電，不能進(jìn)行過充，過放或短路放電等，否則會使電池發(fā)生不可逆的損傷，嚴(yán)重的

2、還可能產(chǎn)生安全事故，危及通信基站的安全運行。為了充分發(fā)揮磷酸鐵鋰電池的優(yōu)異特性，減少并避免其顯在缺點的影響，通常在使用通信用磷酸鐵鋰電池組的同時都給予配置電池管理系統(tǒng)（Battery Management System，簡寫為BMS）。根據(jù)以上需求，本論文展開了相關(guān)研究。
　　論文首先分析了通信用磷酸鐵鋰電池組管理系統(tǒng)國內(nèi)研究的現(xiàn)狀，指出目前商品化的BMS產(chǎn)品雖然已經(jīng)比較成熟，但是無法滿足國內(nèi)外客戶不斷提出的新需求，如SOC精度要

3、求，切換響應(yīng)速度要求，擴容要求，多接口多協(xié)議通信功能要求以及低成本要求等。本論文從上述功能要求出發(fā)，展開電池管理系統(tǒng)各細(xì)化功能的研究，從硬件和軟件、控制策略等角度深入探討，設(shè)計開發(fā)一款具有高精度測量、高速響應(yīng)，易于擴容，支持多接口多協(xié)議通信以及成本適中的BMS產(chǎn)品，搶抓市場機遇，同時為企業(yè)獲取適當(dāng)收益。
　　論文對通信用磷酸鐵鋰電池組電池管理系統(tǒng)的功能及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，從電池狀態(tài)的監(jiān)測、電池狀態(tài)的分析，電池的安全保護(hù)，能量控制管理

4、以及電池信息管理等模塊分別進(jìn)行了詳細(xì)描述;
　　論文對電池的管理策略進(jìn)行了深入討論。因為電池管理策略是電池管理系統(tǒng)軟件的核心內(nèi)容，結(jié)合電池實際應(yīng)用場景，論文對電池管理策略的幾個研究熱點問題:SOC估算方法，充放電管理，均衡管理，熱管理和故障管理等均進(jìn)行了研究和剖析，并選擇了適宜于本項目應(yīng)用的策略和方法，并說明了理由。
　　論文系統(tǒng)介紹了電池管理系統(tǒng)的整體硬件框架，并按照各個模塊實現(xiàn)的主要功能分別了介紹了芯片的選擇以及各個模塊

5、的工作原理和電路的具體實現(xiàn)方法。經(jīng)過比較，選擇ARM Cortex-M3核心的STM32F103芯片作為系統(tǒng)的主MCU，選擇ML5238芯片作為電芯數(shù)據(jù)采集的模擬前端，選擇W5500芯片作為UDP的硬件協(xié)議棧，以滿足SNMP通信協(xié)議的需要。
　　論文完成了電池管理系統(tǒng)軟件程序設(shè)計，詳細(xì)介紹了各個重要組成模塊和外設(shè)驅(qū)動的實現(xiàn)方法，重點說明了各個軟件模塊的工作流程，總結(jié)了程序設(shè)計過程中的有關(guān)重點，難點問題及相應(yīng)的突破方法。同時還開發(fā)了