消防移動(dòng)終端的電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、消防移動(dòng)終端的電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)消防移動(dòng)終端的電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)隨著消防移動(dòng)智能終端的研究和發(fā)展，電池以及其管理系統(tǒng)的研究與制造越來(lái)越重要。解決該問(wèn)題的關(guān)鍵部分是如何有效地利用電池的能量，延長(zhǎng)電池的壽命。我國(guó)對(duì)智能終端的發(fā)展和未來(lái)非常重視，在“十五”規(guī)劃中列為國(guó)家高科技攻關(guān)項(xiàng)目，同時(shí)列為國(guó)家“863”攻關(guān)項(xiàng)目，其中多所高校都對(duì)智能通信的電池管理系統(tǒng)進(jìn)行了研究?？傮w來(lái)講，電池管理系統(tǒng)與電機(jī)控制技術(shù)、電池技術(shù)、電機(jī)相比并不成熟。電池管理系統(tǒng)是移

2、動(dòng)通信設(shè)備最關(guān)鍵的技術(shù)之一，近年來(lái)雖然有很大的提高，在很多方面都開始應(yīng)用，但一部分仍然不夠完善，尤其是在安全管理、SOC的估算精度和采集數(shù)據(jù)的可靠性等方面都有待改進(jìn)和提高。電池管理系統(tǒng)利用電池的能量，來(lái)估算剩余電量SOC，保證SOC工作在合理的范圍內(nèi)，預(yù)防過(guò)充電以及過(guò)放電對(duì)電池的損傷，以此來(lái)延長(zhǎng)電池的壽命。電池管理系統(tǒng)能早期對(duì)故障電池進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)防因單體電池?fù)p壞且未及時(shí)發(fā)現(xiàn)而造成的整組電池壽命降低，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的下降[1]。電池管理

3、系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)電池的電流、電壓、溫度等信息，對(duì)設(shè)備及使用操作人員提供預(yù)警信息，來(lái)防止設(shè)備使用過(guò)程中電池?fù)p壞或電池耗損導(dǎo)致失去電能，保證更長(zhǎng)的設(shè)備使用和待機(jī)時(shí)間[2，8]。本項(xiàng)目結(jié)合消防移動(dòng)智能終端的研制，研發(fā)出適用于移動(dòng)終端輸出為：電池的工作電壓。由于電池等效模型所確定的是非線性方程，而在計(jì)算過(guò)程中要實(shí)現(xiàn)線性化。預(yù)估電池荷電狀態(tài)方法的核心思想是包括反映估計(jì)誤差和荷電狀態(tài)估計(jì)值、協(xié)方差矩陣的遞歸方程，協(xié)方差矩陣可以用來(lái)給出估算誤差范圍?？?/p>

4、曼濾波在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中矩陣運(yùn)算量大，因而運(yùn)算能力強(qiáng)的單片機(jī)。采用基本卡爾曼濾波和擴(kuò)展卡爾曼濾波方法估計(jì)電池SOC時(shí)，一般假定噪聲為零均值白噪聲，且噪聲方差已知。在噪聲確定的情況下，基本卡爾曼濾波和擴(kuò)展卡爾曼濾波方法的估計(jì)效果很好，但實(shí)際上白噪聲不存在。在電池管理系統(tǒng)采樣過(guò)程中，采樣信號(hào)常會(huì)受到一些未知噪聲的干擾，經(jīng)常采集到一些超出范圍的數(shù)值，對(duì)這些干擾在硬件濾波基礎(chǔ)上加以自適應(yīng)卡爾曼濾波，不但降低了硬件成本，而且易于實(shí)現(xiàn)。自適應(yīng)卡爾曼濾

5、波方法在擴(kuò)展卡爾曼濾波方法基礎(chǔ)上，由測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)估計(jì)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)變化，不斷估計(jì)并修正噪聲的統(tǒng)計(jì)特性，進(jìn)而可以準(zhǔn)確估計(jì)系統(tǒng)狀態(tài)。采用自適應(yīng)卡爾曼濾波器方法估計(jì)電池SOC，步驟如下：⑴設(shè)初始狀態(tài)的估計(jì)值和初始狀態(tài)誤差的協(xié)方差P0分別為：由此，自適應(yīng)卡爾曼濾波估計(jì)方法在基本卡爾曼濾波方法基礎(chǔ)上，在線實(shí)時(shí)估計(jì)qk、Qk、rk和Rk，不斷修正狀態(tài)變量SOC的估計(jì)值，提高了SOC估計(jì)精度。2硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)電池管理系統(tǒng)（BMS）主要由以下幾部分組成：數(shù)據(jù)