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矿用锂电池电源管理系统设计与安全评价

发布时间:2018-03-28 18:23

  本文选题:磷酸铁锂电池 切入点:电池管理系统 出处:《中国石油大学(华东)》2014年硕士论文


【摘要】:磷酸铁锂电池是近年来发展的一种新型锂离子电池,与传统的铅酸、镍氢等蓄电池相比,具有高容量、高输出电压、良好的充放电特性、耐大电流冲击、电化学性能稳定、工作温度范围宽、无毒、对环境无污染等优点,但同时也存在电池一致性、电池怕过充等问题,因此在实际使用中需要配合电池管理系统对其进行管理和保护。本论文涉及的电池管理系统供电系统主要针对煤矿避难硐室的应急供电领域进行研发设计,研发一款24V30A的磷酸铁锂电池用电池管理系统,整个系统使用多级控制系统架构,可实现组网运行,也可单独使用,灵活方便。矿用应急电源具有自己的特殊性,在研发中为了确保系统的可靠性,同时也为了缩短研发周期、降低研发成本,引入了安全评价技术,对系统整体及各功能电路的设计进行有效性分析,确保功能的完善、电路的可靠,实现电子工程和安全工程的完美结合,其主要的研究内容如下:(1)磷酸铁锂电池性能研究。了解磷酸铁锂电池的工作原理,测试电池的充、放电循环特性以及温度等特性,为磷酸铁锂电池系统的研发提供理论依据和控制参数参考。(2)完成基于ARM+MAX17830架构的24V30A(60Ah)磷酸铁锂电池管理系统软、硬件设计。围绕着ARM+MAX17830架构的电池管理系统进行电路设计,解决低压大电流下的短路保护问题、多级并联组网问题、充放电控制及多路温度采集等技术问题。并围绕着煤矿应急供电的实际需求完成电池管理系统的程序设计。(3)实现电子工程和安全工程的结合。在进行电池管理系统的研发过程中,引入安全评价技术对设计的电路的有效性、可靠性等进行分析,提高系统的稳定性,同时也有效的缩短了研发周期,降低了产品生产成本和研发成本,促进了安全评价技术在电子产品开发中的应用。
[Abstract]:Lithium iron phosphate battery is a new type of lithium ion battery developed in recent years. Compared with the traditional lead-acid and Ni-MH batteries, it has high capacity, high output voltage, good charge-discharge characteristics, high current shock resistance, and stable electrochemical performance. It has the advantages of wide working temperature range, no toxicity, no pollution to the environment, but at the same time, there are also problems such as battery consistency, batteries being afraid of overcharging, etc. Therefore, it is necessary to cooperate with the battery management system to manage and protect it in practical use. The battery management system power supply system involved in this paper is mainly designed for the emergency power supply field of coal mine shelter chamber. A battery management system for lithium iron phosphate battery based on 24V30A is developed. The whole system uses multi-level control system architecture, which can be used separately, and can be used separately. The emergency power supply for mining has its own particularity. In order to ensure the reliability of the system, shorten the research and development cycle and reduce the cost of the research and development, the safety evaluation technology is introduced to analyze the effectiveness of the design of the whole system and the functional circuits to ensure the perfection of the function. The reliability of the circuit and the perfect combination of electronic engineering and safety engineering. The main research contents are as follows: 1) Research on the performance of lithium iron phosphate battery. Understand the working principle of lithium iron phosphate battery, test the charge of the battery, The characteristics of discharge cycle and temperature provide theoretical basis and control parameter reference for the research and development of lithium iron phosphate battery system. Hardware design. The battery management system based on ARM MAX17830 is designed to solve the problem of short circuit protection under low voltage and high current, multilevel parallel network, Charge and discharge control and multi-channel temperature collection, etc. The battery management system program design is completed around the actual demand of coal mine emergency power supply. The combination of electronic engineering and safety engineering is realized. In the process of research and development, The safety evaluation technology is introduced to analyze the validity and reliability of the designed circuit to improve the stability of the system. At the same time, it also effectively shortens the research and development cycle and reduces the production cost and R & D cost of the product. It promotes the application of safety evaluation technology in the development of electronic products.
【学位授予单位】:中国石油大学(华东)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TD79;TM912

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本文编号:1677503

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