STM32与BQ76940实现的电池管理系统设计及应用

"这篇论文详细阐述了一种基于STM32微控制器和BQ76940电池监控芯片设计的电池管理系统，旨在有效地管理15节串联锂电池。系统集成了主动均衡功能，能够准确估计电池荷电状态(SOC)，并在线检测电池内阻的变化，以识别电池性能恶化。" 在电池管理系统(BMS)的设计中，STM32单片机扮演了核心角色，它负责整个系统的控制和数据处理。STM32是一款高性能、低功耗的微控制器，广泛应用于各种嵌入式系统，其丰富的外设接口和强大的计算能力使得它可以有效地处理电池管理所需的各种复杂任务。 BQ76940是一款专门用于锂离子电池组监控的集成电路，它可以实时监测每个电池单元的电压、电流和温度，确保电池组的安全运行。BQ76940芯片集成了电池保护功能，当检测到电池状态异常时，会触发相应的保护机制，防止电池过充、过放或热失控等危险情况发生。 为了实现电池的主动均衡，论文中提到采用了一种基于开关电容的电力电子电路设计。主动均衡是在电池组中能量流动的过程，目的是消除电池间的电压差异，提高整个电池组的效率和使用寿命。主动均衡可以更快速地调整电池间的电压平衡，相比于被动均衡，效率更高，但同时也需要更多的硬件资源和能源消耗。 论文中还讨论了如何通过安时积分法和开路电压法来估算电池的荷电状态(SOC)。安时积分法是通过累计电池的充放电电流来估算SOC，而开路电压法则是在电池静置一段时间后的电压来间接推算SOC。这两种方法结合使用，可以提供更准确的 SOC 估计，从而更好地控制电池的充放电过程。 此外，系统利用电池等效模型和参数辨识技术在线检测电池内阻的变化。随着电池老化，内阻会逐渐增大，这可能导致电池性能下降。通过实时监测内阻，可以提前预警电池的性能问题，避免因内阻增大导致的电池故障。 论文最后，作者对所设计的电池管理系统进行了测试，验证了其在电压采集、电流监测、温度监控、均衡功能和内阻辨识等方面的性能。测试结果显示，该系统具有高精度的数据采集、良好的均衡效果以及在线内阻检测能力，证明了其在实际应用中的有效性。 关键词：电池管理系统；主动均衡；STM32；BQ76940 这篇论文的贡献在于提出了一种实用且高效的电池管理系统设计方案，对于电动汽车、储能系统等对电池管理有高要求的应用领域具有重要的参考价值。