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井下移动式救生舱电池管理系统的研究

更新时间：2020-04-15 04:57:57 大小：5M 上传用户：zhengdai查看TA发布的资源 标签：电池管理系统 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

移动式救生舱是矿井下重要的紧急避险装置之一,在紧急避险系统的建设中扮演着重要的角色。救生舱后备电源系统是救生舱“六大系统”之一,也是救生舱能否顺利完成救援任务的关键。但是救生舱内空间狭小,寸土寸金,所以电源不能体积太大,而且后备电源的容量有限,不可能无限制地使用。因此,对救生舱后备电池进行合理有效的管理是十分必要的。

  本文对井下移动式救生舱电池管理系统进行了研究。首先对救生舱后备电源的容量情况进行了计算,确定了救生舱动力供应的总需求。接着分析了救生舱电池管理系统的主要功能包括:数据采集、系统故障诊断与保护、电池均衡、电池SOC估算及电池工作模式等,并对各个功能进行了详细研究。本文对电池可能出现的故障进行了分析,并提出了相应的故障判别依据,针对单体电池间电压不一致的情况采用了电阻放电均衡方案,在电池 SOC估算方面采用了开路电压(OCV)、安时(AH)积分法和扩展卡尔曼滤波(EKF)法三者相结合的方法进行估算,以估算的SOC为判别依据设计了电池运行的几种模式:智能省电、极限省电、手动模式。

  电池SOC估算不仅是电池管理系统的核心,也是救生舱主控系统做出控制决策的重要依据。本文从磷酸铁锂电池SOC影响因素入手,建立了相应的SOC补偿模型。首先利用开路电压(OCV)法对电池的电量初始值进行估算,再采用扩展卡尔曼滤波法在有系统观测噪声的环境中对电池的SOC进行滤波,提高了安时计量法估算电池剩余电量的精度。

  最后基于前文的论述,本文详细论述了救生舱电池管理系统的硬件和软件设计,对系统的各个模块的设计流程进行了详细的分析。系统下位机使用低功耗的单片机为主控芯片,上位机中设计了可视化操作界面对电池的信息进行显示。最后的运行结果证明,该系统可以有效地对救生舱电池进行管理。

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