STM32驱动的磷酸铁锂动力锂电池管理系统研究与设计

本文是一篇关于基于STM32单片机的动力锂电池管理系统的硕士研究生论文。随着环保意识的提升和新能源汽车的发展，电动汽车特别是纯电动汽车由于其零污染和能源广泛性，受到了广泛关注。其中，锂离子电池，尤其是磷酸铁锂电池，因其高能量密度和长循环寿命，成为了新能源电动汽车电池的主要选择。然而，大规模串联使用带来的安全风险和电池寿命缩短问题成为了一大挑战。 电池管理系统(Battery Management System, BMS)在确保电动汽车性能和安全方面扮演着关键角色，因此成为了研究的焦点。论文作者首先深入研究了磷酸铁锂电池的工作原理和BMS在电动汽车电气系统中的作用，明确了BMS的基本功能，如电池状态监控、均衡控制、热管理等，以及整体系统设计的思路。 论文进一步探讨了现有的锂电池组均衡方法，如通过电容器、电感器和变压器实现的均衡拓扑。电容器均衡方案对于处理磷酸铁锂电池的不均衡问题较为敏感，而电感器多层电感方案尽管理论上可行，但实际应用中因为成本和复杂电路设计的原因并未被广泛应用。相比之下，基于变压器的开关网络反激拓扑因其良好的隔离特性、多模块均衡能力和较低的成本和设计难度，被选为本论文的均衡策略。 在硬件层面，论文作者详细介绍了如何在STM32单片机平台上构建BMS系统，这涉及到硬件选型、信号采集、数据处理和控制算法的设计。STM32因其高性能和易用性，成为理想的控制器平台。此外，论文还可能涉及电池充放电过程的控制、故障诊断及保护措施等关键部分。 这篇论文围绕STM32单片机为核心，针对磷酸铁锂电池的特性和电动汽车的需求，深入研究并设计了一种高效、安全的电池管理系统，旨在解决大规模电池组应用中的挑战，推动新能源汽车行业的进步。通过实验验证和数据分析，论文提供了有价值的理论与实践研究成果，为电池管理技术的发展做出了贡献。