船用大容量鋰電池管理系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、相對于傳統(tǒng)鉛酸蓄電池，磷酸鐵鋰電池具有無記憶效應、平臺電壓高、能量密度大、自放電率低和安全性高等眾多優(yōu)點，能很好的滿足船用新能源系統(tǒng)的大容量儲能需求。隨著鋰電池技術日趨成熟，價格不斷降低，其在船舶推廣應用更具優(yōu)勢。但鋰電池如果發(fā)生過充、過放、溫度過高或過低，會影響其性能，嚴重時會損壞甚至引發(fā)安全事故，且為滿足船用儲能系統(tǒng)容量和電壓等級需求，需將單體電池先串聯(lián)升壓，再并聯(lián)擴容組成高電壓、大容量的儲能單元，而成組使用的鋰電池存在“木桶效應”

2、。為保證船舶鋰電池儲能系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，必須配備一套電池管理系統(tǒng)（Battery management system,BMS），中國船級社2014年發(fā)布的《太陽能光伏系統(tǒng)及磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)檢驗指南》亦有明確規(guī)定。
　　本文以船用環(huán)境下大容量鋰電池儲能系統(tǒng)為對象，重點針對SOC估算和系統(tǒng)故障診斷方法展開研究，并完成了一套船用鋰電池儲能及其管理系統(tǒng)的軟硬件設計。主要完成了以下工作：
　?。?）通過測試鋰電池在不同放電倍率下的OC

3、V-SOC曲線和可用容量，分析了鋰電池的相關特性及不同階數(shù)擬合多項式的擬合精度；結合安時積分法和開路電壓法估算SOC值，利用倍率修正系數(shù)修正鋰電池倍率特性，并在充放電末期引入開路電壓法矯正SOC初始值，以提高SOC估算精度；
　?。?）分析船用新能源系統(tǒng)儲能裝置的需求和特點，參照鋰電池儲能船用檢驗指南，完成了船用儲能系統(tǒng)的總體結構設計；考慮到采樣精度、布置方便及監(jiān)控的實時性，完成了基于分布式拓撲結構的電池管理系統(tǒng)設計；