礦用救生艙用鋰電池管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、基于國內(nèi)電池管理系統(tǒng)的研究大部分是應(yīng)用在電動汽車上的現(xiàn)狀，應(yīng)用于煤礦設(shè)備的電池管理系統(tǒng)和礦用救生設(shè)備使用的大容量電源系統(tǒng)還處于起步階段，因此研制礦用救生艙等應(yīng)急設(shè)備使用的大容量電池電源管理系統(tǒng)是十分必要的。
　　本課題的研究與實(shí)現(xiàn)包括電池荷電狀態(tài)算法的研究、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計三大部分，本系統(tǒng)采用嵌入式技術(shù)，開發(fā)了應(yīng)用于礦用救生艙的鋰電池管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)由主控制板、從控制板、電池信息顯示模塊及電池充電控制模塊組成。該電池管理系統(tǒng)可以

2、實(shí)時監(jiān)控電池的參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)故障發(fā)生時能夠自動診斷故障原因并作出相應(yīng)的保護(hù)動作，與此同時，液晶顯示屏?xí)@示電池動態(tài)參數(shù)和電池故障信息便于工作人員及時有效的對電池進(jìn)行維護(hù)。當(dāng)外部供電消失時，主控制板可以在0.1s檢測到此信號，并切換至電池供電，保證礦用救生艙連續(xù)無間斷的正常工作進(jìn)而保證了礦工的生存條件，該系統(tǒng)還可以對電池荷電狀態(tài)(SOC)進(jìn)行估算，當(dāng)電池組電量不足時，主控制板通過CAN總線通知外設(shè)充電機(jī)進(jìn)行充電。
　　系統(tǒng)中主控

3、制板以ARM芯片LPC1758為MCU進(jìn)行電路硬件設(shè)計，實(shí)現(xiàn)對電池組總電壓和總電流的采集、電池SOC估算、電池充電策略控制以及與從控制板和液晶顯示屏的通信功能。從控制板以新華龍的C8051F500為MCU，在硬件上實(shí)現(xiàn)了單體電池電壓和溫度的采集及串聯(lián)電池組的均衡控制，與主控制板通過CAN總線通信。本課題采用擴(kuò)展的卡爾曼濾波算法(EKF)對電池SOC進(jìn)行估算，并在MatlabSimulink中進(jìn)行建模仿真，通過仿真輸出曲線驗(yàn)證了EKF方法