基于boost-buck的鋰電池組均衡電路設計

1、畢業(yè)論文題目： 基于boost-buck的鋰電 池組均衡電路設計 學 生 姓 名： 學 號： 系 別： 專 業(yè) 班 級： 指導教師姓名及職稱： 起 止 時 間: 年 月 年 月26第一章緒論1.1研究背景和意義人口的增長,經(jīng)濟的發(fā)展,人門對生活水平的F1益追求,這些都需要源源不斷的能源供給,過去我們?nèi)蚨家蕾囉谑唾Y源,現(xiàn)今石油資源日益枯竭,而且隨著使用石油能源相伴而生的環(huán)境污染問題無時無刻不在困擾著我們。面對現(xiàn)實,世界各國政府都有一個共同認識,我們必須節(jié)能減排,并在此基礎上大力發(fā)展新能源技術,尋求技術突破,實現(xiàn)自我救贖。 電能使用方便、無污染、易獲取、易轉化,唯一不足就是難以儲存。正是由于電

2、無法大規(guī)模的儲存,電池儲存技術的落后,使得我們只能產(chǎn)多少用多少,供給和需求的對接問題始終也很難得到妥善解決,不僅制約了我們的生產(chǎn),還制約了我們的生活,更使得石油能源面臨枯竭的危險。 目前,使用的便攜存儲電量的技術主要有干電池和二次電池常用的便攜性二次電池有鉛酸蓄電池、鏡鎘電池、鎮(zhèn)氧電池、鋰離子電池1。鋰離子電池以工作電壓高、能量密度高、功率密度大、無記憶效應、自放電率低、使用壽命長、無環(huán)境污染、安全性好等不可比擬的優(yōu)點成為現(xiàn)在二次電池發(fā)展的主流2,3】。但是,目前的鋰離子電池制作水平,單體電池還是以低電壓、小容量電池為主,在某些要求中高電壓、中大容量的場合則無法滿足要求4,5】。為了在更高電壓

3、、大功率的應用場合使用電能,一般釆用將多節(jié)鋰離子電池串聯(lián)的方法來達到目的。但是在實際的使用過程中,由于各卑體電池往往存在一定的差異,很難做到完全均一的充放電,電池組內(nèi)很容易出現(xiàn)單體過充或者過放的現(xiàn)象,時間長了會造成單體電池性能的惡化,從而導致整個電池組無正常工作甚至報廢【2。由此,便引出了本設計所要研究的鋰離子電池均衡管理技術,由于被動均衡管理技術造成能源浪費以及發(fā)熱現(xiàn)象嚴重,所以本設計僅研究主動均衡管理技術。1.2動力電池組均衡技術的研究現(xiàn)狀 在過去的幾十年里，由鋰離子動力電池組提供電源的均衡控制電路已被關注。目前，國內(nèi)外的研究更是如雨后春筍般涌現(xiàn)。通常情況下，在均衡過程中能量消耗情況可以作

4、為均衡控制電路的一種分類原則，因此可分為兩大類：能量耗散型與能量非耗散型16。圖 1-1 電阻分流式均衡1.21能量耗散型能量耗散型如圖 1-1 所示，是每節(jié)單體電池都并聯(lián)一個放電分流電阻，由于電池的特性，高電壓的電池放電電流大，低電壓的電池放電電流小，這樣就可以達到總體均衡效果，均衡工作一般伴隨著充電過程而完成。這種均衡方式結構簡單，可靠性強，適用于有能量補給充足的場合，一般應用在衛(wèi)星電源上17。這種均衡電路也存在一些缺陷，即無論是充電狀態(tài)還是放電狀態(tài)，分流電阻都在消耗功率，存在著能量浪費和熱量管理的問題，而且效率較低，分流電流也不可控制。1.22能量非耗散型 能量非耗散型是指將動力電池組中

5、單體電池多余的能量通過轉移或者轉換的方式輸送到其它單體電池中，非耗散型均衡電路在均衡過程中的能耗相比較于能量耗散型來說是比較小的，但是這種類型的電路結構一般相對復雜21。下面將對這些具有代表性的均衡電路進行詳細分析。（1）開關電容法 開關電容法均衡電路拓撲見圖 1-2，在電池兩端并聯(lián)電容，通過控制開關陣列實現(xiàn)均衡。該種方法電路結構簡單，沒有電壓傳感器和電流傳感器；控制方式簡單，不必采用閉環(huán)控制方式；適用范圍廣，不需要做任何變化即可用于各種蓄電池，理論上可以擴展至任意節(jié)數(shù)的串聯(lián)電池組；當串聯(lián)電池組內(nèi)各電池電壓相等時，均衡過程可以自動結束。但是，當串聯(lián)電池數(shù)增加時，開關陣列變得復雜，控制信號復雜；

6、均衡的能量只能在相鄰的電池內(nèi)轉移，當高能量和低能量的電池相距較遠時，能量需要經(jīng)過多次轉移才能到達需要的地方，導致均衡時間變長，效率降低；均衡是根據(jù)電池電壓差來實現(xiàn)的，不能準確的反應電池的實際能量，當相鄰電池的電壓差較小時，均衡電流小，所需的均衡時間變長。所以，該種均衡電路拓撲不適用于動力鋰離子電池組的均衡3, 4。 圖 1-2 開關電容法均衡電路拓撲（2）雙向 DC-DC 輔助電源法 雙向 DC-DC 輔助電源法的均衡電路拓撲見圖 1-3 ，該方法是通過開關網(wǎng)絡、輔助電源、雙向 DC-DC 網(wǎng)絡實現(xiàn)的。工作過程為：采集網(wǎng)絡采集各單體電池的電壓信號送給控制模塊，控制模塊計算電池組各單體電池的能量

7、高低，對能量高的電池放電，能量低的電池充電。在充電過程中，對于能量過高的電池，選通對應開關，通過控制雙向DC-DC 模塊給能量過高的電池放電，放電的能量充進輔助電源里；對于能量過低的電池選通對應開關，進行充電。圖 1-3 雙向 DC-DC 輔助電源法均衡電路拓撲圖 1-4 同軸多副邊繞組變壓器均衡電路拓撲 （3）同軸多副邊繞組變壓器均衡電路拓撲 同軸多副邊繞組變壓器均衡電路拓撲見圖 1-4，該均衡電路拓撲中，變壓器原邊的兩側接電池組的兩端，變壓器的副邊每個線圈接一個電池。在放電過程中，當檢測到電池組內(nèi)某個單體電池的能量過低，變壓器原邊的功率開關管導通，流過原邊的電流增大，電池組放電，變壓器儲能

8、能量；當變壓器原邊的功率開關管關斷時，儲存在變壓器中的能量通過副本繞組給單體電池充電，單體電池電壓低的得到的能量高，從而實現(xiàn)電池組的均衡。該均衡電路要求變壓器的副邊線圈、漏感一致，對變壓器的制作工藝要求高，現(xiàn)實中很難做到副邊繞組一致；均衡電路只能對電壓低的電池進行充電，對于在充電過程中電壓過高的電池不能實現(xiàn)放電；均衡是基于電池電壓的，對應電壓平臺穩(wěn)定的鋰離子電池，所需的均衡時間長，甚至出現(xiàn)過均衡的現(xiàn)象；對于串聯(lián)電池組中電池數(shù)量多的應用中，功率開關管的耐壓高。 （4） 一種基于 Buck-Boost 拓撲的均衡電路圖 1-5 Buck-Boost 拓撲的均衡電路 一種基于 Buck-Boost

9、拓撲的均衡電路見圖 1-5，該均衡電路在每個電池上并聯(lián)一個均衡子電路，均衡子電路由一個功率開關管、二極管、儲能電感組成，例如：均衡子電路由功率開關管 S1、二極管 D1、電感 L1組成。下面以均衡子電路 M1的工作過程說明均衡電路的工作原理。當電池 B1的能量過高時，控制電路控制開關管 S1導通，電池B1過 S1放電，給電感 L1充電，電感 L1儲能能量，流過電感 L1的電流線性增加；當開關管 S1關斷時，電感 L1上的電流通過二極管 D1續(xù)流，給電池 B2、B3.B充電。該均衡電只能在充電過程中對能量高的電池進行放電均衡；對于放電過程，該均衡電路不能對能量低的電池進行補充充電。而且電池 B1

10、的能量可以轉移給 B2、B3.BN，減小能量高的電對其它電池的影響；但電池從 B2開始，能量只能轉移給下標比自己小的電池，例如：B2的能量只能轉移給 B1,B3的能量只能轉移給 B2、B1，而 BN的能量可以轉移給 BN-1、BN-2B2、B1。 1.3 本文研究內(nèi)容 本文以動力電池組為研究對象，提出一種應用于電池組均衡技術的均衡電路拓撲。通過對均衡電路拓撲工作原理的研究分析，給出了電路參數(shù)設計的具體方法，據(jù)此設計了均衡電路的硬件電路和軟件電路，并對均衡電路進行了實驗驗證。 第2章 均衡電路的研究與設計 在動力電池組的均衡技術中，均衡電路是基礎，好的均衡電路是使用最少的元件實現(xiàn)均衡。本章從動力

11、電池的連接方式出發(fā)，根據(jù)常用的直流斬波電路，提出基于升降壓電路的動力電池組均衡電路，分析均衡電路的工作原理和工作過程，為均衡電路硬件電路的設計提供理論依據(jù)。2.1.1 基于升降壓電路的均衡電路 均衡的目的是實現(xiàn)電池組內(nèi)各單體電池的能量均衡，對于目前主流能量非耗散的均衡方式，能量的轉移是一種有效的均衡方式，將能量高的電池的能量轉移到能量低的電池，從而實現(xiàn)能量的均衡。由于單體電池為直流電源，所以能量轉移通常通過 DC-DC 變換器來實現(xiàn)。 DC-DC 變換器如圖2.1圖2.12.1.2Buck-Boost 變換器工作原理 Buck-Boost 變換器也叫做為降壓-升壓變換器，或者反號變換器。如圖

12、2.2所示。 在上圖中，當開關管 Tr開通時，很顯然，電流 i 只會流過電感線圈 L，此時，電感 L開始儲存電量。開關管 Tr斷開的情況下，電流 iL則會慢慢變小，這個時候電感 L 會產(chǎn)生自感反電動式，即上負下正，二極管 D1開通，那么電阻 R 兩端的輸出電壓為 VO，此時電容 C 開始存儲電量，避免了 Tr導通時開始放電，放電這樣可以保持 VO不變。由于電阻 R 兩端的 VO正負性跟起初輸入電壓的正負性 VS正好相反所以稱為反號型變換器。 2.3 均衡電路的工作原理 下面以2節(jié)電池組串聯(lián)的電池組為例說明均衡電路的工作原理。 因為總均衡電路的工作方式和子均衡電路的工作方式完全一致,唯一不同的是

13、BUCK一BOOST電路的輸入輸出電壓值不同。所以在此只介紹子均衡電路的工作原理。為闡述方便,本文只介紹電池組在衡流充電狀態(tài)下或靜置狀態(tài)下的電池電壓均衡。如圖2.31所示,當電池Bl-Vave>=20mV時,功率MOSFET管Ql導感Ll從電池Bl汲取能量,電池Bl發(fā)出的電流，依如下通路流Bl+ ->F1 ->Q1-> LI->F3->Bl-。如圖圖2.31所示,當Q1關斷時,電感Ll產(chǎn)生反電動勢且維持續(xù)流,二極管導通,電感釋放能量給B2轉移能量,電流依次流過以下通路L1 -> F3 -> B2+->B2- ->F2->D2-&

14、gt;L1。圖2.31 當V2-Vave>=20mV時電路工作原理如下功率MOSFET管Q2導通感 Ll從電池B2汲取能量,電池B2發(fā)出的電流，依如下通路流B2+ ->F2 ->L1-> Q2->F3->B2-。如圖2.32所示,當Q2關斷時,電感Ll產(chǎn)生反電動勢且維持續(xù)流,二極管1N5822導通,電感釋放能量給B1轉移能量,電流依次流過以下通路L1->D1->F1->B1+ ->B1- ->F2->L1。圖2.322.4 均衡電路參數(shù)計算 電路的開關管被激活時,Qn導通,電感L的電流Ion是線性上升,當Qn關斷時,其峰值

15、電流為: Ion= 0 t DT (3-1) Ion=0 DTt T 開關管Qn導通時,電感從電池Bn汲取的平均電流Ion為:第3章 均衡電路硬件電路的設計 第二章對基于升降壓電路的動力電池組均衡電路進行了詳細的分析，要實現(xiàn)電池組的均衡功能，必須合理的設計硬件電路。動力電池組的均衡電路包括均衡子電路、控制電路、電池管理系統(tǒng)。均衡子電路由電感、MOS 管組成；控制電路要用于控制均衡子電路的 MOS 管的開通和關斷，其核心部分是 MOS 管驅動電路；電池管理系統(tǒng)用于對電池組信號的采集分析，通過計算發(fā)出均衡指令。 壓的正負性 VS正好相反所以稱為反號型變換器。3.1 硬件電路的基本參數(shù) 3.1.1

16、單片機 由于所有的電都由動力電池組提供，所以要選用低功耗的單片機。TI公司的MSP430單片機是業(yè)內(nèi)公認的低功耗的單片機，本設計所用MSP430F5529 USB Launch Pad開發(fā)板 ，具有多路PWM 輸出IO口和I2C USCI模塊，完全滿足實驗要求。 圖3.1MSP430F5529 USB Launch Pad實物圖3.1.2 電池組 本文所使用的動力電池為某公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池，下表為動力電池組基本參數(shù)，下面根據(jù)這些參數(shù)來分析均衡電路硬件電路的設計。電池類型標稱電壓最高電壓最低電壓額定容量組合方式磷酸鐵鋰3.7V4.2

17、V2.75V2200mAh5節(jié)并聯(lián)后兩節(jié)串聯(lián) 3.2 MOSFET驅動電路 3.2.1 功率開關管的選擇 根據(jù)430單片機輸出的 PWM 的頻率范圍，選取開關管的工作頻率為 20kHz。所以要求所選用的功率開關管具有較高的開關速度，開通和關斷的延遲時間短，較低的導通電阻，價格成本等因素。本設計中選用MOSFET作為主功率開關管。開關管承受最高電壓為ZOV,考慮裕量,選用60V以上耐壓的管子。電感電流最大波動為2A,最大平均電流為1A。綜合以上考慮,選擇IR公司生產(chǎn)的IRF530N。 IRF530N 型的 N 溝道 MOS 管，該型號的 MOS 管具有以下幾個方面的特點： 1）具有較高的開關速率

18、，開通延遲時間為 9.2ns，開通上升時間為 22ns，關斷延遲時間為 35ns，關斷下降時間為 25ns； 2）具有較低的導通阻抗，導通阻抗為 90m； 3）開啟電壓的最小值為 2V，最大值為 4V，柵源極的耐壓為±20V； 4）漏源極額定導通電流為 17A，漏源極的最大耐壓為 100V； 5）工作溫度范圍較寬，為-55到 175。 3.2.2功率開關管的驅動電路 動力電池組均衡電路功率MOSFET的驅動是本設計的難點。所有的MOSFET和電池組間是非隔離的,都有很高的共模電壓,而且每個MOSFET的電位不相等,因此,不能采用常用的方法將所有MOSFET的源極共電位,這樣會造成短路

19、。 因此選用IR2118,IR2118是美國IR公司專為驅動單個MoSFET或IGBT而設計的柵極驅動器，它采用高壓集成電路技術和無閂鎖CMOs技術，并采用雙列直插式封裝，可用于工作母線電壓高達600V的系統(tǒng)中。其輸人與標準的CMOs電平兼容，輸出驅動特性可滿足交叉導通時間最短的大電流驅動輸出級的設計要求。其懸浮通道與自舉技術的應用使其可直接用來驅動一個工作于母線電壓高達600V的、在高邊或低端工作的N溝道MOSFET或IGBT。圖3.1為其典型工作電路。圖3.2Msp430f5529單片機發(fā)出的PWM波的電平為3.3V,達不到IR2117的驅動電平10V，所以要進行電平轉換。如下圖實現(xiàn)3.3

20、V電平轉換為12V。圖3.3圖 3-4 實驗測得電平轉換驅動波形 圖 3-5 IR2118 PWM波形發(fā)生電路圖 3-6 實驗測得IR2118 PWM波形發(fā)生電路3.4電感設計 根據(jù)式(3-l),取Vn=4.2V, D=0.3,T=50us,電感電流Ion=1A,求得L=60uH。由黃白環(huán)繞制。3.5 SMBus通信模塊電路設計 系統(tǒng)管理總線(SMBus, System Management Bus)是兩線總線,由串行數(shù)據(jù)線(SDA)和串行時鐘線(SCL)構成,數(shù)據(jù)傳輸速率為100kbps。SMBus接口在系統(tǒng)正常操作期間用于實現(xiàn)單片機msp430f5529與bq20Z45芯片之間的通信。3.

21、6系統(tǒng)供電和電池單體電壓檢測模塊設計 由于硬件電路中430單片機的供電電壓是+3.3V，三極管8050和 MOS 管驅動芯片IR2118的供電電壓是+12V，所以需設計+3.3V 和+12V 電源。 3.61 12V供電設計 兩節(jié)電池組的電壓為5.68.4V所以要進行升壓達到12V，本設計采用b6284q進行升壓，電路原理圖如下圖3.63.62 3.3V供電設計 3.3V電源采用AMS117芯片進行降壓得到。AMS117是一個正向低壓降穩(wěn)壓器，在1A電流下壓降為1.2V。AMS117內(nèi)部集成真實的過熱保護各限流電路，是電池供電和便攜式計算機的最佳選擇。下圖是其典型應用的電路圖圖3.73.63電

22、池單體電壓檢測模塊鋰離子電池組的均衡管理的前提是要準確檢測電池組中.體電池的電壓,然后才能在此基礎上進行有效均衡。然而電池組中單體電壓的檢測,由于各個單體電池是串聯(lián)使用,因此電池兩端存在共模電壓,所以不能采用直接對電池電壓進行采樣的方法,而是需要采用一些其他的技術手段才可以檢測。目前鋰離子電池組單體電壓檢測的方法主要有:差模電壓測量和共模電壓測量。共模測量是相對同一參考點,用精密電阻等比例衰減測量各點電壓,然后依次相減得到各節(jié)電池電壓。差模測量是通過一些 關電路選通單節(jié)電池進行直接測量。目前市場上專用于鋰電池組電壓檢測的芯片比較常用的有凌特公司的LTC系列芯片和TI公司的bq系列芯片。由于本設

23、計只有兩節(jié)鋰電池，所以采用TI公司的bq20Z45芯片。bq20Z45芯片最多可測4節(jié)電池的電壓，測量精度可以達到1mV。完全滿足本設計的需要。第4章 均衡控制策略的研究與設計 4.1 均衡控制策略 4.1.1 以電壓為基準的均衡控制策略 均衡主要目的是使各單體電池的SOC均衡,而鏗離子電池的SOC的判斷主要是根據(jù)其電壓來判斷的,因此目前均衡都是針對電池組的電壓均衡。然而SOC和池電壓的對應關系不是簡單不變的,會隨著電池內(nèi)阻的變化發(fā)生改變。但是單體電池總是在4.1SV和2.7V之間進行循環(huán),因此無論怎么變化,SOC的100%狀態(tài)和O%狀態(tài)總是對應的,即單體電池達到4.1SV認為SOC狀態(tài)為10

24、0%,而降到2.7V時,認為SOC為O%。因此對應電池組的均衡通過100%狀態(tài)和O%狀態(tài)判斷比較精確,這就是很多均衡方法采用的只有充電均衡的原因。而那些采用動態(tài)均衡的方法,在電池組工作過程中始終保證各單體電池電壓的一致性則會導致均衡過程中的“無效動作”。這是因為在電池初期,電壓均衡和SOC均衡差距不大。而在循環(huán)后期,由于某些單體電池的內(nèi)阻發(fā)生了較大的變化,從而使得電壓均衡與SOC均衡的差別很大4.1.2 以 SOC 為基準的控制策略 相同容量的電池，SOC 相同的電池能量也相同。以 SOC 為基準的控制策略的基礎是對 SOC 的準確估算，目前 SOC 估算的方法主要有放電實驗法、開路電壓法、安

25、時計量法、內(nèi)阻法、線性模型法、神經(jīng)網(wǎng)絡法、卡爾曼濾波法等6。但由于 SOC 估算的精度較低，過度的依賴 SOC 反而會導致不必要的均衡動作的發(fā)生。4.13均衡策略制定一般來說,鋰離子電池組的不均衡情況分為以下三類:(1)絕大部分單體電池是均衡的,個別的單體電壓太高。(2)絕大部分單體電池是均衡的,個別的單體電池電壓太低。(3)一部分單體電池的電壓比平均值稍高,另外一部分比平均值稍低。目前主要有以下兩種控制策略進行電池組的均衡:1.最大值法 Vmax Vmin>時,均衡模塊將組中最高電壓的單體電池對應的PWM開啟,直到Vmax Vmin為止。其中,Vmax為電池組中單體電壓最大值;Vmin

26、為電池組中單體電壓最小值;設定的均衡啟動電壓閾值。這均衡策略主要適用于絕大部分單體電池是均衡的,個別的單體電壓太高或者個別的單體電池電壓太低的情況。優(yōu)點是能量消耗相對較小,缺點是僅對其中一只單體進行操作,需要的均衡時間較長,均衡效率較低。2.平均值法 當Vmax Vave>時,對于電壓高于電池池的V的單體電池對應的PWM開啟,直到符合Vmax Vave為止。此種均衡策略主要適用于一部分單體電池的電壓比平均值稍高,另外一部分電壓比平均值稍低的情況。 上述兩種電池組均衡控制策略有其自身的優(yōu)勢,由于本設計是基于兩節(jié)鋰電池，因此本文采用平均值法。當電池電壓滿足Vmax Vave>的前提下,

27、對符合的單體電池對應的PWM開啟,直到Vmax Vave為止。均衡電壓閥值設為15mv。4.14均衡模塊軟件設計 本系統(tǒng)的均衡模塊軟件流程圖如圖2-9所示。首先讀取每節(jié)單體電池的電壓Vi、平均電壓值Vave。,然后判斷電池電壓滿足Vi Vave>的前提下,對符合Vi-Vave > 的單體電池對應的PWM開啟,直到Vi Vave為止。從而控制芯片打開相應的PWM來 開通其能量轉移通道,這樣能夠提高能量的轉移率。第五章 實驗結果分析 經(jīng)過1小時10分鐘均衡之后的電池組各單體電池電壓值,經(jīng)過均衡之后,電池組內(nèi)單體電池最大壓差Vmax=108mV,平均電壓Vaverage=3795mV,顯

28、然各單體電池電壓正在往均值靠攏。均衡前各個電池之間的電壓高低不齊,均衡之后各個電池的電壓基本趨于一致,由此可見,本課題均衡管理系統(tǒng)設計成功,具有良好均衡效果。參考文獻1楊會州.升降壓電路在動力電池組均衡技術中的應用研究D.華南理工大學,2013.2周朝陽.基于FPGA&NIOS11的電池充電均衡系統(tǒng)研究D.西南交通大學,2008.3杜石嘉.小型鋰離子電池主動均衡管理技術研究D.武漢理工大學,2013.4王磊.深度混合動力汽車電池組的主動均衡與保護策略研究D.上海交通大學,2012.5蔣新華.鋰離子電池組管理系統(tǒng)研究D.中國科學院研究生院,2007.6陳益廣，唐林，沈勇環(huán).基于Boost

29、-Buck電路的鋰離子電池組均衡充電方法J.電力系統(tǒng)及其自動化學報,2014。7吳鐵洲,陳學廣,張杰,等.HEV鋰離子串聯(lián)屯池組混合均衡策略研究J.華中科技人學學報,2011(2):102-104.8黎林純電動汽車用鋰電池管理系統(tǒng)的研究D北京：北京交通大學，2009，3 9孫飛.面向Plug-In電動汽車的鋰離子電池管理系統(tǒng)技術研究D.武漢理工大學,2012.10何仕品,朱建新.鋰離子電池管理系統(tǒng)及其均衡模塊的設計與研究J.汽車工程,2009(5):444-447.畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告1本課題的研究意義 電能使用方便、無污染、易獲取、易轉化,唯一不足就是難以儲存。正是由于電無法大規(guī)模

30、的儲存,電池儲存技術的落后,使得我們只能產(chǎn)多少用多少,供給和需求的對接問題始終也很難得到妥善解決。 而動力電池一般由多節(jié)較大容量單體電池串聯(lián)而成，由于各單體電池在初始容量，自放電率，庫倫效率等方面不完全相同，使得電池組各單體存在不一致現(xiàn)象，在經(jīng)過多次充放電循環(huán)后還會擴大這種不一致性，導致電池整組的可用容量減小，電池利用率下降，嚴重時會影響電池組的使用壽命，甚至危及電動車輛的安全。采用電池均衡處理技術可解決充電狀態(tài)容量/能量(C/E)失配，從而改進串聯(lián)鋰電池組的性能。均衡管理是動力電池管理系統(tǒng)（BMS）的核心內(nèi)容之一。1.通過基于boost-buck鋰電池均衡控制電路的設計可以使本人了解msp4

31、30單片機的各種功能與應用。2.本課題擬采用msp430單片機作為系統(tǒng)的主控芯片以加速完成作品。3.使用msp430f529的I2C實現(xiàn)與BQ20Z45的SMBUS通信讀取電池組的電壓，程序實時處理靈活度高。4.通過LM393和IR217 能成PWM驅動電路，實現(xiàn)鋰電池的均衡功能。2本課題的基本內(nèi)容本課題將主要進行以下內(nèi)容的工作：1.單體電池組電壓精確監(jiān)測電路實現(xiàn)；2.boost-buck電池均衡單元模塊研制，設計制作電池均衡單元模塊；3.單片機控制程序的設計；4.電池均衡控制策略研究。畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告3本課題的重點和難點本課題的重點：1.單體電池組電壓精確監(jiān)測電路實現(xiàn)；2.430單片機與各模塊之間的協(xié)同工作；3.boost-buck鋰電池均衡電路的設計與均衡策略；本課題的難點：4.電池組電壓的準確讀?。?.PWM波的處理；6.boost-buck鋰電池均衡電路的電感設計。4論文提綱摘要第1部分 選題背景第2部分 方案論證第3部分 系統(tǒng)設計第4部分 系統(tǒng)調(diào)試與分析第5部分 總結 致謝 附錄參考文獻