锂离子电池组监控系统研究与实现 — 研究目的与意义

1.3课题意义及主要研究内容

1.3.1本文的意义

锂电池是20世纪末才出现的绿色高效能可充电电池，目前随着锂离子电池的推广及大量应用，锂离子电池深受社会和用户的欢迎。日常生活中，人们所用的手机、笔记本电脑、数码相机及众多的便携式设备均已使用锂离子电池作为电源。

当前，世界电池工业技术的发展，逐渐出现以下三个发展趋势：一、突出绿色概念、包括锂离子电池、无汞碱锰电池等，满足了人们对电池的需要。二、一次电池向二次电池转化。正如锂电池技术的基础上开发了可重复使用的锂离子电池，在无汞锰电池的基础上开发了可充电的无汞锰电池。三、便携式电池称为用户的首选。随着各式各样的电池出现，用户在选用电池时，在考虑到电池的环保、性价比的同时，更加注重电池的便携性。正因为锂离子电池具有高的体积比能量和环保性能，符合当前世界电池技术的发展趋势。据权威部门预测，我国锂电池总产值将挑战100亿美元，据IIT等研究机构推测，我国锂电池行业的年增长率将超过20%，2016年电池总体需求量将达到50亿块左右。可见，在当前和今后相当一段时间，锂电池将称为我国电池工业的龙头。由此可见，研究锂电池的管理系统显得尤为重要，是锂电池进一步推广的一个关键因素之一。

1.3.2本文的主要研究内容

本文是针对民用电动车上的锂离子电池组的监控管理而设计的。本系统的主要功能包括锂离子电池的充放电保护、单体电池的均衡保护、电池故障诊断以及上位机对电池组的实时监控等几个方面。

本文的主要内容分为以下几个部分：

第一章、研究目的与意义。简要介绍锂电池监控系统及其保护电路的现状和当前的保护方案。

第二章、锂离子电池监控系统的基础研究。分析电池特性、电量管理、及锂离子电池的采取均衡措施的原因及常用方法。

第三章、系统硬件设计。详细介绍了本文设计的锂离子电池监控系统的硬件总体方案，并详细介绍了各模块的硬件电路设计。

第四章、单片机软件设计。详细介绍了系统的下位机软件设计流程及系统各模块的软件设计方法。

第五章、上位机程序设计。详细介绍了系统的上位机软件设计流程及系统各模块的软件设计方法。

第六章、模糊故障诊断。采用模糊控制技术实现对电池故障的诊断。

第七章、系统测试结果及结论。在系统软硬件设计完成后，对系统进行了测试，重点是对保护电路、采集精度的测试。

本文研究了当前国内外锂电池监控管理系统的现状，设计了一套锂离子电池组监控系统，完成了软硬件的设计。在完成系统设计过程中，重点解决了电池均衡和充放电保护问题。通过软硬件测试，该管理系统均衡及保护电路简捷、灵敏、可靠。通过实验测试，该系统具备低功耗、高精度、高稳定性、反应灵敏、操作简便等优点。