【摘要】：目前由于能源的日益短缺以及嚴重的環境污染問題,越來越多的國家開始重視新能源的研究。然而在研究過程中發現,新能源存在隨機性,不確定性的特點,無法向外提供穩定的電能,制約著新能源的發展。儲能技術是解決上述問題的非常有效的辦法。目前應用最廣泛的是化學儲能,且鋅溴液流電池是作為儲能來說最好的電池之一。作為鋅溴液流電池的核心部件—電池管理系統,不僅可以控制電池的充放電,還可以實時采集,監控和顯示電池的工作狀態,對電池異常狀態進行報警保護,對于保證電池的使用安全,延長電池的使用壽命有著非常重要的意義。本課題對鋅溴液流電池管理系統進行了研究,通過分析鋅溴液流電池的工作特性以及電池開路電壓和SOC之間的關系,比較了幾種估算電池SOC方法的優缺點,本次設計最終確定使用的是加入補償系數的安時積分法與開路電壓法結合的電池SOC估算方法。對鋅溴液流電池電池進行多次的充放電實驗記錄其實驗參數,并進行數據分析,得到了充放電倍率補償,電池老化補償,溫度補償等系數的計算方程,并在Matlab/Simulink平臺上對采用的估算方法進行了仿真分析。然后根據系統的功能需求,設計了鋅溴液流電池管理系統的總結構,在整體結構的基礎上完成了BMS硬件的設計,硬件電路主要包括控制器主控制模塊,電源模塊,信息采集模塊,控制充放電模塊,散熱模塊,數據通信模塊和LCD顯示模塊等,控制芯片選用的是微控制器STM32F429IGT。最后在硬件電路的基礎上,使用Keil和C語言編程完成了基于uC/OS-II實時操作系統的電池管理系統的軟件開發,主要包括在主控芯片STM32F429IGT上進行系統實時內核的移植和系統功能模塊的軟件編寫,軟件模塊主要包括各個任務的初始化,ADC采樣,測量電池溫度,電池SOC估算,充放電控制,電池熱管理,控制器與LCD屏之間的Modbus通訊,控制器與本地上位機之間的CAN通訊以及LCD屏的實時顯示等。
【圖文】：

圖 1-1 鋅溴液流電池結構圖管理鋅溴液流電池工作時的狀態，提高使用時的安全性，增加可池作為儲能設備時十分重要的技術。電池管理系統(BMS)作為電統，它通過電池信息采集器件測量電池的各個工作參數，監控電池過充電和過放電狀態的發生，當電池發生故障時會報警提示，電池的充放電工作[7]。外電池管理系統的研究現狀及發展趨勢數據可以知道，電池管理系統經過多年的發展，全球的產值在去值的 25%。現在越來越多的企業開始重視電池管理系統，已經投行研究，希望第一個掌握電池管理系統的核心技術，，并將其生產取更大的價值。目前在電池管理系統領域內比較領先的是美國、尤其在電動汽車電池管理系統方面，通用和豐田等公司的產品大

第 2 章 鋅溴液流電池管理系統方案設計第 2 章 鋅溴液流電池管理系統方案設計2.1 鋅溴液流電池簡介2.1.1 鋅溴液流電池的結構鋅溴液流電池作為儲能模塊來說具有行業中較高的充放電效率，可實現放電并網功能。此儲能模塊不僅操作簡單，使用方便，而且成本低、壽命長、綠色環保，非常適合進行大規模的電能存儲。下圖 2-1 為鋅溴液流電池的系統原理圖[14]，圖中可以看出，電池可以分為三個部分分別為發生化學反應的 4 個電堆、輔助設備以及 BMS 控制板。其中四個電堆是串聯連接在一起的，在電池工作時泵和球閥將電解液并聯地送到每片電池中;輔助系統主要包括儲存罐、采集電池信息的傳感器以及電動球閥和電動泵等。
【學位授予單位】：河北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM912

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 許偉;王曉燕;;CRC算法在計算機網絡通信中的應用[J];數字技術與應用;2014年02期

2 陳健美;錢承;李玉強;曾誼暉;;基于LS-SVM的混合動力鎳氫電池組SOC預測[J];中南大學學報(自然科學版);2013年01期

3 孟琳;;鋅液流電池儲能技術研究和應用進展[J];儲能科學與技術;2013年01期

4 肖育江;晏明;;基于鋅溴液流電池的儲能技術[J];東方電機;2012年05期

5 喬波強;侯振義;王佑民;;蓄電池剩余容量預測技術現狀及發展[J];電源世界;2012年02期

6 孫俊;王京梅;李莉;龔偉家;;基于單片機的串聯鋰離子電池組監測系統設計[J];電子科技;2011年10期

7 曾潔;卜凡濤;;基于多項式回歸算法的鋰電池SOC估測[J];大連交通大學學報;2011年04期

8 邵漢橋;張維;陳鵬云;;我國電動汽車發展狀況分析[J];華中電力;2010年05期

9 田軍;朱永強;陳彩虹;;儲能技術在分布式發電中的應用[J];電氣技術;2010年08期

10 李超;;鉛酸電池前景光明[J];中國金屬通報;2010年20期

相關碩士學位論文 前8條

1 彭影;中國新能源產業發展趨勢研究[D];吉林大學;2016年

2 劉庭;6.5kW車載充電逆變雙向變換器設計[D];武漢理工大學;2014年

3 宋文君;鋅溴液流電池各部件及電堆的制備研究[D];大連理工大學;2013年

4 熊福昌;汽車CAN總線通信技術研究[D];武漢科技大學;2009年

5 葛少偉;燃料電池客車鎳氫動力電池組管理系統的研究[D];北京交通大學;2008年

6 潘振國;基于DSP的混合動力汽車蓄電池管理系統[D];西南交通大學;2008年

7 張小東;電動汽車磷酸鐵鋰電池管理系統的研究[D];重慶大學;2008年

8 馮華;電動汽車用電池管理系統的研制[D];北京交通大學;2007年

本文編號：2686605