矿用安全监控系统锂离子蓄电池电源设计

发布时间：2017-08-15 10:34

  本文关键词：矿用安全监控系统锂离子蓄电池电源设计

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【摘要】：煤矿安全一直受到人们的广泛关注,持续的供电是保证安全设施运作的先决条件。目前矿用不间断电源广泛使用的铅蓄电池或镍镉电池存在着许多弊病,如能量密度低,体积大而笨重,污染环境等。锂电池作为一种新型能源避免了这些缺点,可替代铅蓄电池作为新的不间断电源。但锂电池在过充、过放、高温或低温等异常情况下工作存在巨大的安全隐患,这需要一套完整的电池管理系统保证使用安全。本文首先详细介绍了关于矿用后备电源的研究背景与国内外研究现状,然后剖析了电源的工作原理,对比目前使用广泛的几种硬件设计,比较它们的优点与不足,之后论述了本文所采用的硬件设计方法,所设计的电路包括输入／输出转换与电池管理系统两部分,电池管理系统又可细分为电压采集电路、温度采集电路与电池均衡电路等。本文最后论证了硬件设计与软件设计的可行性。本文设计的不间断电源中采用新的均衡方法,通过电池组整体对单节电池进行电量补偿,摒弃了通常使用的耗散型电池均衡电路,解决了均衡电路工作时消耗的能量会引起温度升高的问题,且在充电和放电过程中都可进行均衡,可以充分发挥电池有效容量,避免因电池容量不平衡造成的电池组容量的损失。本文旨在研发设计一款智能化矿用锂离子不问断电源,满足矿用安全技术标准,电源输出是本安输出,保障安全的同时保证电源的供电质量,且系统可管理锂电池组。经过一系列的设计与实验验证后完成了整个系统,实验证明该系统可稳定工作。
【关键词】：矿用 不间断电源 本安 锂电池 电池管理系统
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD76;TM912
【目录】：

• 中文摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 论文主要工作及内容安排12-15
• 第2章 不间断电源及其BMS原理概述15-22
• 2.1 矿用不间断电源原理概述15-20
• 2.1.1 防爆外壳15
• 2.1.2 锂离子电池组15-16
• 2.1.3 电源转换管理系统16-20
• 2.2 矿用电池管理系统概述20-22
• 第3章 硬件分析设计22-35
• 3.1 不间断电源的输出电路结构22-24
• 3.2 BMS的组成结构24-35
• 3.2.1 数据采集电路26-29
• 3.2.2 保护电路29-31
• 3.2.3 均衡与电池健康检测电路31-35
• 第4章 软件分析设计35-46
• 4.1 系统初始化35-36
• 4.2 数据采集与校准36-40
• 4.3 过/欠压保护40-41
• 4.4 电池均衡与电池健康检测41-45
• 4.5 通信模块45-46
• 第5章 调试结果分析46-48
• 5.1 电压采集及校准测试46
• 5.2 温度采集46-47
• 5.3 电池均衡47-48
• 第6章 总结与展望48-49
• 参考文献49-52
• 致谢52-53
• 学位论文评阅及答辩情况表53

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4 王波;李孝揆;吴慧斌;陈迪;;井下大容量备用电源电池管理系统的设计[J];陕西煤炭;2012年01期

5 何明刚;;基于BQ78PL116的锂电池管理系统[J];煤矿安全;2014年07期

6 刘岳滨;赵军红;蔡艳平;胡东杰;;基于CAN总线的铝—空电池管理系统[J];计算机系统应用;2013年12期

7 王海江;扈显琦;田戈;;无纸记录仪在全钒液流电池管理系统中的应用[J];承德石油高等专科学校学报;2013年03期

8 ;[J];;年期

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2 张国辉;王金龙;;镍锌电池管理系统的设计实现[A];第二十六届中国（天津）2012IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2012年

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4 黄诚刚;尹华军;;浅析锂电池、充电机电池管理系统之间的工作关系[A];西南汽车信息：2011年上半年合刊[C];2011年

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6 胡顺玺;;纯电动汽车电池管理系统的研究[A];2012重庆汽车工程学会年会论文集[C];2012年

7 胡顺玺;;纯电动汽车电池管理系统的研究[A];西南汽车信息：2012年上半年合刊[C];2012年

8 傅尧;潘博;郑百祥;;基于主动均衡技术的电动汽车电池管理系统[A];第十四届中国科协年会第19分会场：电动汽车充放电技术研讨会论文集[C];2012年

9 杨巍;魏学哲;;先进ECU开发技术及其应用[A];中国汽车工程学会汽车电子技术分会第七届（2006）年会暨学术研讨会论文集[C];2006年

10 刘芳;高力;刘阳;;小波去噪方法在动力电池管理系统中的应用[A];2013中国汽车工程学会年会论文集[C];2013年

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1 本报记者 于丹;发展新能源汽车 电池管理系统肩负重任[N];中国高新技术产业导报;2009年

2 记者 贾婧;福田汽车与英飞凌签订合作备忘录[N];科技日报;2011年

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4 本报记者 李松战;“努力在发展新能源产业中有更大作为”[N];洛阳日报;2010年

5 记者 耿挺;上理教授组团承接科技项目[N];上海科技报;2007年

6 北京国之企业专利应急和预警咨询服务中心 于立彪　郝志国 罗啸;新能源电池管理系统专利态势分析[N];中国知识产权报;2011年

7 沈睿;让轨道交通“电力十足”[N];中国航天报;2014年

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1 张金龙;动力电池组SOC估算及均衡控制方法研究[D];天津大学;2012年

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2 杨伟;电动汽车动力电池管理系统SOC估计的研究[D];燕山大学;2015年

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5 孙庆乐;智能电网电池管理系统的研究[D];青岛科技大学;2016年

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9 刘明;列车动力电池管理系统的研究[D];西南交通大学;2016年

10 董世骏;基于TargetLink和osCAN操作系统的BMS软件开发[D];北京交通大学;2016年

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